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申请/专利权人：中电化合物半导体有限公司

摘要：本发明提供一种碳化硅外延结构及其制备方法，具体涉及碳化硅外延生长技术领域。本发明制备方法，包括以下步骤：选取碳化硅衬底，并对其进行湿法清洗；将湿法清洗后的碳化硅衬底置于反应室内，并将所述反应室抽至真空；向所述反应室内通入氢气和氯化氢对所述碳化硅衬底进行原位刻蚀；向所述反应室内通入生长源及掺杂源生长碳化硅缓冲层，其中所述碳化硅缓冲层的掺杂浓度在所述碳化硅衬底的掺杂浓度与碳化硅外延层的掺杂浓度之间变化；在所述碳化硅缓冲层上生长所述碳化硅外延层。采用本发明的制备方法可改善碳化硅外延层的质量。

主权项：1.一种碳化硅外延结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：选取碳化硅衬底，并对其进行湿法清洗；将湿法清洗后的碳化硅衬底置于反应室内，并将所述反应室抽至真空；向所述反应室内通入氢气和氯化氢对所述碳化硅衬底进行原位刻蚀，所述原位刻蚀包括：向反应室内通入氢气，保持氢气的流量为80～100Lmin，压力为100～200mbar同时以45～60℃min的升温速率将反应室的温度升至1630～1650℃；然后保持反应室的温度和压力不变，再通入氯化氢气体，对衬底刻蚀500～700秒；其中，氯化氢的起始流量为20～50sccm，在刻蚀时间内逐渐提高500～600sccm；向所述反应室内通入生长源及掺杂源生长碳化硅缓冲层，其中，所述掺杂源为N型掺杂源N2，所述碳化硅缓冲层的掺杂浓度在所述碳化硅衬底的掺杂浓度与碳化硅外延层的掺杂浓度之间变化；在所述碳化硅缓冲层上生长所述碳化硅外延层；其中，所述碳化硅缓冲层的掺杂浓度在所述碳化硅衬底的掺杂浓度与所述碳化硅外延层的掺杂浓度之间呈阶梯式下降、缓慢式下降、直线式下降或循环式变化；变化方式遵循以下模型中的任意一种：阶梯式下降模型：第一阶段：yx2-x1＝-4E18*x；第二阶段：yx3-x2＝1E18；第三阶段：yx4-x3＝-1E18*x；其中，y表示碳化硅缓冲层的掺杂浓度，x表示缓冲层的生长位置，x1表示第一阶段开始的界面位置，x2表示第一阶段结束的界面位置，x3表示第二阶段结束的界面位置，x4表示第三阶段结束的界面位置；缓慢式下降模型：第一阶段：yx2-x1＝-x2+5E18；第二阶段：yx3-x2＝1E18；第三阶段：yx4-x3＝-x2+1E18；其中，y表示碳化硅缓冲层的掺杂浓度，x表示碳化硅缓冲层的生长位置，x1表示第一阶段开始的界面位置，x2表示第一阶段结束的界面位置，x3表示第二阶段结束的界面位置，x4表示第三阶段结束的界面位置；直线式下降模型：yx2-x1＝-5E18*x；其中，y表示碳化硅缓冲层的掺杂浓度，x表示碳化硅缓冲层的生长位置，x1表示缓冲层开始的界面位置，x2表示缓冲层结束的界面位置；循环式模型一：yxn-xn-1＝1E16和yxn+1-xn＝5E18交替进行；其中，y表示碳化硅缓冲层的掺杂浓度，x表示碳化硅缓冲层的生长位置，xn表示第n层缓冲层开始的界面位置，xn+1表示第n缓冲层结束的界面位置，n为大于1的整数；循环式模型二：yxn-xn-1＝1E16和yxn+1-xn＝1E18；交替进行，其中，y表示碳化硅缓冲层的掺杂浓度，x表示碳化硅缓冲层的生长位置，xn表示第n层缓冲层开始的界面位置，xn+1表示第n缓冲层结束的界面位置，n为大于1的整数；循环式模型三：yxn-xn-1＝1E18和yxn+1-xn＝5E18交替进行；其中，y表示碳化硅缓冲层的掺杂浓度，x表示碳化硅缓冲层的生长位置，xn表示第n层缓冲层开始的界面位置，xn+1表示第n缓冲层结束的界面位置，n为大于1的整数。

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