[发明专利]降低基平面位错对碳化硅外延层影响的方法

摘要

本发明公开了一种降低基平面位错对碳化硅外延层影响的方法，包括在碳化硅衬底上，利用界面高温退火处理，促进BPD‑TED转化点下移，远离高掺缓冲层表面，并通过加入渐变缓冲层减少高掺缓冲层和外延层的浓度差异，并对高温氢气刻蚀的高掺缓冲层界面进行修复，利用低速外延模式下，横向外延生长增强的特性对高掺杂缓冲层进行表面腐蚀坑修复，提高后续外延层的表面质量。该方法可以将基平面位错转化点降低至高掺缓冲层界面之下，有效降低外延层中基平面位错在大电流作用下衍生层错缺陷的概率，工艺兼容于常规的外延工艺。

主权项

1.一种降低基平面位错对碳化硅外延层影响的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将碳化硅衬底置于碳化硅外延系统反应室内的石墨基座上；(2)采用氩气对反应室气体进行多次置换，然后向反应室通入氢气，逐渐加大氢气流量至60～120L/min，设置反应室的压力为80～200mbar，并将反应室逐渐升温至1550～1700℃，到达设定温度后，保持所有参数不变，对碳化硅衬底进行5～15分钟原位氢气刻蚀处理；(3)原位氢气刻蚀处理完成后，向反应室通入小流量的硅源和碳源，控制进气端C/Si比为0.85；控制硅源和氢气的流量比小于0.03％，并通入掺杂源，生长出厚度为0.5‑5μm，掺杂浓度～5E18cm^‑3的高掺缓冲层；(4)关闭生长源和掺杂源，在10分钟内采用线性变化的方式将生长温度提高至1700～1900℃，反应室压力提高至500～800mbar，氢气流量降低至30～60L/min，对高掺缓冲层进行高温退火处理，处理时间为10‑60分钟；(5)在10分钟内采用线性变化的方式将生长温度降低至1550～1700℃，反应室压力降低至80～200mbar，氢气流量提高至60～120L/min；(6)向反应室通入小流量的硅源和碳源，硅源和碳源的流量与步骤(3)相同，并通入掺杂源，掺杂源的起始流量与步骤(3)相同，并逐渐降低至五分之一，生长出厚度为0.5‑2μm，掺杂浓度由～5E18cm^‑3渐变至～1E18cm^‑3的渐变缓冲层；(7)采用线性缓变的方式将生长源和掺杂源的流量改变至生长外延结构所需的设定值，根据常规工艺程序生长外延结构；(8)在完成外延结构生长后，关闭生长源和掺杂源，在氢气氛围中将反应室温度降至室温，然后将氢气排出，并通入氩气对反应室气体进行多次置换，并利用氩气将反应室压力提高至大气压，然后开腔取片。