零偏4H-SiC衬底上的同质外延方法技术

技术编号:8908055 阅读:156 留言:0更新日期:2013-07-12 00:48
本发明专利技术公开了一种零偏4H-SiC衬底上的同质外延方法,主要解决现有技术对材料的浪费的问题并且提高了SiC外延层质量,其实现步骤是:先将碳化硅衬底放入反应室;在氢气流中加热反应室,当温度达到1400℃后,在氢气流中加入SH4;当温度达到1580℃-1620℃后,对衬底进行原位刻蚀20min;其后保持反应室温度和气压不变,向反应室通入流量为0.6mL/min~0.75mL/min的C3H8和流量为3mL/min~3.75mL/min的SH4,并保持30分钟;将SiH4逐渐增至15mL/min,将C3H8的流量逐渐增至3mL/min,生长外延层;生长结束后,在氢气流中冷却;最后向反应室充入氩气至常压,取出长有碳化硅外延层的衬底。本发明专利技术制备的碳化硅外延层继承了衬底的晶型,表面平整,结晶完整性好,消除了4H-SiC同质外延层中的基面位错,可用于SiC的器件制造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料
,尤其涉及一种,生长出的外延层可用于SiC的器件制造。
技术介绍
SiC具有宽带隙、高临界击穿场强、高热导率、高饱和电子漂移速度和高键合能等优点,是制作高温、高压、高频、大功率、抗辐照等半导体器件的原材料,也是制作“极端电子学器件”和极端条件下微机电系统MEMS的主要材料;此外,SiC是一种优良的发光半导体材料,不仅适于制作光电子半导体器件,也可利用其宽带隙和低电流的特性制作紫外敏感器件。由于SiC材料具有这些优越的特性,使它在化学工业、航空航天工程、汽车制造业、矿物加工与开采、核动力工程等领域都有着广泛的应用前景。目前同质外延的方法生长SiC主要使用两种衬底:有偏角的衬底和零偏衬底。随着SiC晶锭直径的增大,采用有偏角的衬底从轴向生长偏离轴向切割会使材料的浪费现象更加严重,大大增加了生产成本。与此同时,在有偏角的衬底上生长SiC会使衬底上的基面位错向外延层中繁殖。在高功率双极器件中由于通过基面位错为堆垛层错的产生提供成核位,因而在正向载流子注入情况下会引起堆垛层错在有源区的成核与扩展。堆垛层错的扩展会引起电学特性的退化或正向电压的降低,使器件在其漂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零偏4H?SiC衬底上的同质外延方法,包括以下步骤:(1)将零偏碳化硅衬底放置到碳化硅CVD设备的反应室中,将反应室抽成真空;(2)向反应室通入H2直至反应室气压到达100mbar,保持反应室气压恒定,再将H2流量逐渐增至25L/min,继续向反应室通气;(3)打开高频线圈感应加热器RF,逐渐增大该加热器的功率,使反应室温度升高逐渐至1580℃~1620℃,再将3mL/min的SiH4通入反应室,使碳化硅衬底在SiH4与H2的混合气体中进行20分钟的原位刻蚀;(4)维持原位刻蚀的温度,向反应室通入C3H8和SiH4,将H2的流量增至65L/min并保持30分钟;然后,将SiH4的流量逐渐增...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王悦湖孙哲张玉明张义门吕红亮
申请(专利权)人:西安电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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