【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，具体涉及一种sic外延片及其制备方法。
技术介绍
1、外延生长工艺获得的sic单晶薄膜的缺陷大多数会造成电子器件的漏电、耐压降低、反向击穿，甚至失效。这些缺陷中，螺位错及基晶面位错等缺陷主要来源于衬底材料，生长过程中，除了外延生长工艺自身带来的缺陷外，大部分衬底的缺陷会延伸到外延层，且有些缺陷会越来越大，所以需要工艺改进有效的减少外延片中的缺陷。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种sic外延片及其制备方法，可以解决上述技术问题。
2、本申请实施例提供一种sic外延片的制备方法，包括以下步骤：
3、提供衬底，将所述衬底置于反应腔中，所述衬底具有第一表面，在所述第一表面上形成第一缓冲层；所述第一缓冲层包括6h-sic；
4、形成第二缓冲层，所述第二缓冲层位于所述第一缓冲层背离所述衬底一侧；所述第二缓冲层包括4h-sic；
5、形成外延层，所述外延层位于所述第二缓冲层背离所述第一缓冲层一侧。
6、在一些实施例中，形成所述第一缓冲层之前，对所述第一表面进行刻蚀处理。
7、在一些实施例中，所述刻蚀处理包括：采用氢气对所述第一表面进行刻蚀，所述刻蚀处理采用第一温度t1℃，满足：1500≤t1≤1700；所述刻蚀处理的氢气流量为l1 slm，满足：80≤l1≤120；所述刻蚀处理的时间为10min～20min。
8、在一些实施例中，形成所述第一缓冲层包括：将所述衬底置于反应腔内，向所述反
9、在一些实施例中，所述第一缓冲层的生长温度为第二温度t2℃，满足：1700≤t2≤1900。
10、在一些实施例中，所述第一温度t1以第一升温速率v1升温至第二温度t2，所述第一升温速率v1为40℃/min～50℃/min；进行第一次保温，所述第一次保温的时间为2min～3min。
11、在一些实施例中，形成所述第一缓冲层之后，在第三温度t3℃，在氢气氛围下执行退火步骤，满足：150≤t2-t3≤250。
12、在一些实施例中，所述第三温度t3℃满足：1500≤t3≤1700。
13、在一些实施例中，所述第二温度t2以第一降温速率降温至第三温度t3，所述第一降温速率v2为50℃/min～70℃/min。
14、在一些实施例中，形成所述第二缓冲层包括：向所述反应腔内通入氢气、第一气体、第二气体和掺杂气体，生长所述第二缓冲层；所述第一气体包括含氯的硅源气体；所述第二气体包括含碳源气体；以碳原子和硅原子摩尔数计，所述第二气体中的碳原子与所述第一气体中的硅原子之比为0.5～0.8。
15、在一些实施例中，形成所述外延层包括：向所述反应腔内通入氢气、第一气体、第二气体和掺杂气体，生长所述外延层；所述第一气体包括含氯的硅源气体；所述第二气体包括含碳源气体；所述掺杂气体包括氮气；以碳原子和硅原子摩尔数计，所述第二气体中的碳原子与所述第一气体中的硅原子之比为0.6～1.2。
16、相应的，本申请实施例提供了一种外延片，所述外延片包括：
17、衬底，所述衬底具有第一表面；
18、第一缓冲层，所述第一缓冲层位于所述第一表面之上，所述第一缓冲层包括6h-sic；
19、第二缓冲层，所述第二缓冲层位于所述第一缓冲层背离所述衬底一侧，所述第二缓冲层包括4h-sic；
20、外延层，所述外延层位于所述第二缓冲层背离所述第一缓冲层一侧。
21、在一些实施例中，沿着所述衬底的厚度方向，所述第一缓冲层具有第一厚度，所述第一厚度为0.5μm～5μm。
22、在一些实施例中，沿着所述衬底的厚度方向，所述第二缓冲层具有第二厚度，所述第二厚度为1μm～2μm。
23、在一些实施例中，沿着所述衬底的厚度方向，所述外延层具有第三厚度，所述第三厚度为5μm～50μm。
24、在一些实施例中，所述第二缓冲层的n掺杂元素的原子浓度范围为5×1017cm-3～1×1019cm-3。
25、在一些实施例中，所述外延层的n掺杂元素的原子浓度范围为5×1016cm-3～1×1018cm-3。
26、本申请的有益效果在于：本申请提供了一种sic外延片及其制备方法。本申请的sic外延片的制备方法包括以下步骤：提供衬底，将衬底置于反应腔中，衬底具有第一表面，在第一表面上形成第一缓冲层，第一缓冲层包括6h-sic；形成第二缓冲层，第二缓冲层位于第一缓冲层背离衬底一侧，第二缓冲层包括4h-sic；形成外延层，外延层位于第二缓冲层背离第一缓冲层一侧。本申请在通过在衬底与第二缓冲层之间生长第一缓冲层，扰乱衬底位错的传递，通过该方法得到平滑且缺陷低的sic外延片。本申请的sic外延片通过设置第一缓冲层和第二缓冲层，降低了外延片的缺陷，且最终制备的外延片表面平滑且缺陷低。
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1.一种SiC外延片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的SiC外延片的制备方法，其特征在于，形成所述第一缓冲层(201)之前，对所述第一表面(101)进行刻蚀处理。
3.根据权利要求2所述的SiC外延片的制备方法，其特征在于，所述刻蚀处理包括：采用氢气对所述第一表面(101)进行刻蚀，所述刻蚀处理采用第一温度T1℃，满足：1500≤T1≤1700；所述刻蚀处理的氢气流量为L1 slm，满足：80≤L1≤120；所述刻蚀处理的时间为10min～20min。
4.根据权利要求3所述的SiC外延片的制备方法，其特征在于，形成所述第一缓冲层(201)包括：将所述衬底(100)置于反应腔内，向所述反应腔内通入氢气、第一气体、第二气体和掺杂气体，生长所述第一缓冲层(201)；所述第一气体包括含氯的硅源气体；所述第二气体包括含碳源气体；以碳原子和硅原子摩尔数计，所述第二气体中的碳原子与所述第一气体中的硅原子之比为0.5～0.8。
5.根据权利要求4所述的SiC外延片的制备方法，其特征在于，所述第一缓冲层(201)的生长
6.根据权利要求5所述的SiC外延片的制备方法，其特征在于，所述第一温度T1以第一升温速率V1升温至第二温度T2，所述第一升温速率V1为40℃/min～50℃/min；进行第一次保温，所述第一次保温的时间为2min～3min。
7.根据权利要求5所述的SiC外延片的制备方法，其特征在于，形成所述第一缓冲层(201)之后，在第三温度T3℃，在氢气氛围下执行退火步骤，满足：150≤T2-T3≤250。
8.根据权利要求7所述的SiC外延片的制备方法，其特征在于，所述第三温度T3℃满足：1500≤T3≤1700。
9.根据权利要求8所述的SiC外延片的制备方法，其特征在于，所述第二温度T2以第一降温速率降温至第三温度T3，所述第一降温速率V2为50℃/min～70℃/min。
10.根据权利要求1所述的SiC外延片的制备方法，其特征在于，形成所述第二缓冲层(202)包括：向所述反应腔内通入氢气、第一气体、第二气体和掺杂气体，生长所述第二缓冲层(202)；所述第一气体包括含氯的硅源气体；所述第二气体包括含碳源气体；以碳原子和硅原子摩尔数计，所述第二气体中的碳原子与所述第一气体中的硅原子之比为0.5～0.8。
11.根据权利要求1所述的SiC外延片的制备方法，其特征在于，形成所述外延层(300)包括：向所述反应腔内通入氢气、第一气体、第二气体和掺杂气体，生长所述外延层(300)；所述第一气体包括含氯的硅源气体；所述第二气体包括含碳源气体；所述掺杂气体包括氮气；以碳原子和硅原子摩尔数计，所述第二气体中的碳原子与所述第一气体中的硅原子之比为0.6～1.2。
12.一种SiC外延片，其特征在于，所述外延片包括：
13.根据权利要求12所述的SiC外延片，其特征在于，沿着所述外延片的厚度方向(X)，所述第一缓冲层(201)具有第一厚度，所述第一厚度的范围为0.5μm～5μm；所述第二缓冲层(202)的具有第二厚度，所述第二厚度的范围为1μm～2μm；所述外延层(300)具有第三厚度，所述第三厚度的范围为5μm～50μm。
14.根据权利要求12所述的SiC外延片，其特征在于，所述第二缓冲层(202)的N掺杂元素的原子浓度范围为5×1017cm-3～1×1019cm-3。
15.根据权利要求12所述的SiC外延片，其特征在于，所述外延层(300)的N掺杂元素的原子浓度范围为5×1016cm-3～1×1018cm-3。
...【技术特征摘要】
1.一种sic外延片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的sic外延片的制备方法，其特征在于，形成所述第一缓冲层(201)之前，对所述第一表面(101)进行刻蚀处理。
3.根据权利要求2所述的sic外延片的制备方法，其特征在于，所述刻蚀处理包括：采用氢气对所述第一表面(101)进行刻蚀，所述刻蚀处理采用第一温度t1℃，满足：1500≤t1≤1700；所述刻蚀处理的氢气流量为l1 slm，满足：80≤l1≤120；所述刻蚀处理的时间为10min～20min。
4.根据权利要求3所述的sic外延片的制备方法，其特征在于，形成所述第一缓冲层(201)包括：将所述衬底(100)置于反应腔内，向所述反应腔内通入氢气、第一气体、第二气体和掺杂气体，生长所述第一缓冲层(201)；所述第一气体包括含氯的硅源气体；所述第二气体包括含碳源气体；以碳原子和硅原子摩尔数计，所述第二气体中的碳原子与所述第一气体中的硅原子之比为0.5～0.8。
5.根据权利要求4所述的sic外延片的制备方法，其特征在于，所述第一缓冲层(201)的生长温度为第二温度t2℃，满足：1700≤t2≤1900。
6.根据权利要求5所述的sic外延片的制备方法，其特征在于，所述第一温度t1以第一升温速率v1升温至第二温度t2，所述第一升温速率v1为40℃/min～50℃/min；进行第一次保温，所述第一次保温的时间为2min～3min。
7.根据权利要求5所述的sic外延片的制备方法，其特征在于，形成所述第一缓冲层(201)之后，在第三温度t3℃，在氢气氛围下执行退火步骤，满足：150≤t2-t3≤250。
8.根据权利要求7所述的sic外延片的制备方法，其特征在于，所述第三温度t3℃满足：1500≤t3≤1700。
【专利技术属性】
技术研发人员：王鼎文，王彦君，孙晨光，陈海波，孙国峰，孙远军，孙涛，曹帅，
申请(专利权)人：中环领先半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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