[发明专利]一种碳化硅复合基板及其制备方法

说明书

本发明提供一种碳化硅复合基板及其制备方法，所述碳化硅复合基板包括单晶碳化硅层以及碳化硅支撑层，所述单晶碳化硅层与所述碳化硅支撑层之间设置有至少1层金属硅化物层，所述单晶碳化硅层与相邻的金属硅化物层之间设置有第一界面层，所述碳化硅支撑层与相邻的金属硅化物层之间设置第二界面层，所述金属硅化物层的电阻率低于100μΩ·cm。所述碳化硅复合基板有效降低了碳化硅支撑层和单晶碳化硅薄层之间的界面电阻，降低了碳化硅复合基板的制造成本，提高了碳化硅复合基板的应用潜力。

技术领域

本发明属于碳化硅领域，涉及一种碳化硅基板，尤其涉及一种碳化硅复合基板及其制备方法。

背景技术

碳化硅单晶基板制作的器件具有耐高温、耐高压、高频、大功率、抗辐射、效率高等优势，在射频、新能源汽车等领域具有重要的应用价值。

碳化硅单晶基板的常规制造方法包括以下流程：利用物理气相传输法生长碳化硅单晶，得到碳化硅单晶的晶锭；加工晶锭的外周，得到所需要的直径和表面质量，再将晶锭切成薄片，将薄片研磨、抛光至所需要的厚度和平整度，得到最终的碳化硅单晶基板。物理气相传输方法生长碳化硅单晶效率很低，导致单一碳化硅单晶基板成本很高。一种降低碳化硅基板的成本的方案是采用复合基板结构：在价格较低的支撑基板上形成一单晶碳化硅薄层。但是，两种材料的界面之间存在较大电阻，限制了复合基板的性能和应用。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种碳化硅复合基板及其制备方法，所述碳化硅复合基板有效降低了碳化硅支撑层和单晶碳化硅薄层之间的界面电阻，降低了碳化硅复合基板的制造成本，提高了碳化硅复合基板的应用潜力。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种碳化硅复合基板，所述碳化硅复合基板包括单晶碳化硅层以及碳化硅支撑层，所述单晶碳化硅层与所述碳化硅支撑层之间设置有至少1层金属硅化物层，所述单晶碳化硅层与相邻的金属硅化物层之间设置有第一界面层，所述碳化硅支撑层与相邻的金属硅化物层之间设置第二界面层，所述金属硅化物层的电阻率低于100μΩ·cm。

其中，所述金属硅化物层的电阻率可以是90μΩ·cm、80μΩ·cm、70μΩ·cm、60μΩ·cm、50μΩ·cm、40μΩ·cm、30μΩ·cm、20μΩ·cm或10μΩ·cm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，通过在碳化硅支撑层与单晶碳化硅层之间引入金属硅化物层，由于金属硅化物层可以提高碳化硅支撑层与单晶碳化硅层之间的欧姆接触，使得本发明提供的碳化硅复合基板的整体电学性能和整块的单晶碳化硅基板的电学性能相当或者接近。

作为本发明优选的技术方案，相邻的所述金属硅化物层之间设置有第三界面层。

本发明中，当碳化硅支撑层与单晶碳化硅层之间的金属硅化物层仅有一层时，无第三界面层；当碳化硅支撑层与单晶碳化硅层之间的金属硅化物层为两层或以上时，任意相邻的两层金属硅化物层之间还设置有第三界面层。

作为本发明优选的技术方案，所述单晶碳化硅层的厚度为0.1～10μm，如0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm或9μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，单晶碳化硅层的晶型优选为4H，但并不仅限于4H，其他适用的碳化硅晶型亦适用于本碳化硅复合基板。

作为本发明优选的技术方案，所述碳化硅支撑层的厚度为50～500μm，100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm或450μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。