[发明专利]一种能够有效降低碳化硅外延表面缺陷的生长方法

权利要求书

1.一种能够有效降低碳化硅外延表面缺陷的生长方法，其特征是该方法包括以下步骤：

第一步：选取偏向<11-20>方向4°或者8°的硅面碳化硅衬底，进行标准清洗后将衬底置于石墨基座内；

第二步：将石墨基座放入反应室内，利用氩气置换空气后，将反应室抽至真空后向反应室通入氢气，保持H₂流量120～200L/min，反应室压力为100～150mbar，使用射频加热的方式，以固定的升温速度25～30℃/分钟，将反应室由室温升温至1400℃；然后将升温速度降低至15℃/分钟，升温至比外延层生长温度高出15～20℃的温度，恒温刻蚀8-12分钟；

第三步：向反应室通入小流量硅源和碳源，其中硅源流量为50sccm～120sccm，C/Si为0.8～1.2之间，通入高纯氮气(N₂)，生长厚度0.5-20μm，掺杂浓度～1E18cm^-3的n型缓冲层；

第四步：切断源气通入，反应室压力和氢气流量保持不变，将反应室温度由第2)和第3)步中温度降低至外延层生长温度，采用线性缓变(ramping)的方式将生长源及掺杂源的流量改变至生长外延结构所需的设定值，根据工艺程序生长外延结构；

第五步：在完成外延结构生长之后，关闭生长源和掺杂源，在氢气气氛中将反应室温度降温至室温，反应室温度达到室温后将氢气排外后，通过氩气对反应室内的气体进行多次置换，最终用氩气将反应室压力充气至大气压后，开腔取片。

2.如权利要求1所述的一种能够有效降低碳化硅外延表面缺陷的生长方法，其特征在于：所述的外延生长，衬底采用<11-20>方向4°N型或半绝缘衬底，晶型为4H或者6H-SiC。

3.如权利要求1所述的一种能够有效降低碳化硅外延表面缺陷的生长方法，其特征在于：所述的原位刻蚀包括低温阶段刻蚀(1400℃开始)和高温刻蚀阶段(外延生长温度+15～20℃)两部分组成。低温刻蚀通过缓慢升温方式进行，高温刻蚀阶段保持恒温状态8～12分钟。

4.如权利要求1所述的一种能够有效降低碳化硅外延表面缺陷的生长方法，其特征在于：需要在高出外延生长温度15～20℃的温度条件下进行低速外延生长缓冲层。

5.如权利要求1所述的一种能够有效降低碳化硅外延表面缺陷的生长方法，其特征在于：可用硅源包括：硅烷、二氯氢硅、三氯氢硅或四氯氢硅等；可用碳源包括：甲烷、乙烯、乙炔或丙烷等。

6.如权利要求1所述的一种能够有效降低碳化硅外延表面缺陷的生长方法，其特征在于：该工艺适用于现有单片式外延炉或者行星式多片外延炉。