[发明专利]一种无台阶聚集低偏角碳化硅外延生长方法

权利要求书

1.一种无台阶聚集低偏角碳化硅外延生长方法，该方法包括以下步骤：

1)刻蚀衬底：向减压下的、放置有净化处理的低偏角4H-SiC衬底的CVD设备中，以5～20L/min流量通入H₂至压力为6～80Torr，调节H₂流量为2～40L/min，于1300～1500℃下，H₂原位刻蚀衬底2～50min；

2)生长渐变缓冲层：于1400～1600℃温度和40mTorr～100Torr压力下，分别通入流量为8～60mL/min、1～10mL/min、1～20mL/min和3～15mL/min的HCl、C₂H₄、SiH₄和掺杂气体10～80min，生长渐变缓冲层至0.5-6μm；

3)生长外延层：分别将SiH₄和C₂H₄的流量调节为10～80mL/min和5～50mL/min生长外延层。

2.根据权利要求1所述无台阶聚集低偏角碳化硅外延生长方法，其特征在于步骤1所述减压下的设备压力＜10^-4Torr。

3.根据权利要求1所述无台阶聚集低偏角碳化硅外延生长方法，其特征在于步骤1所述的4H-SiC衬底的净化步骤中，按RCA标准清洗工艺，用清洗液硫酸、氨水、盐酸、双氧水、氢氟酸、无水乙醇或去离子水。

4.根据权利要求1所述无台阶聚集低偏角碳化硅外延生长方法，其特征在于步骤1所述4H-SiC衬底的偏角＜2°。

5.根据权利要求1所述无台阶聚集低偏角碳化硅外延生长方法，其特征在于步骤1所述CVD设备为垂直热壁低压CVD系统。

6.根据权利要求1所述无台阶聚集低偏角碳化硅外延生长方法，其特征在于步骤2中所述掺杂气体为N₂或三甲基铝，其流量每5min减少1-5mL/min。

7.根据权利要求1所述无台阶聚集低偏角碳化硅外延生长方法，其特征在于步骤2中所述渐变缓冲层的掺杂浓度沿衬底的法线方向线性递减。

8.根据权利要求1所述无台阶聚集低偏角碳化硅外延生长方法，其特征在于控制步骤2和步骤3中所述的SiH₄和C₂H₄流量使C/Si的摩尔比为0.6～2。

9.根据权利要求1所述无台阶聚集低偏角碳化硅外延生长方法，其特征在于所述外延层的生长时间大于缓冲层的2倍。