用于SiC异质外延生长的原位刻蚀方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104576320A(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201510007128.5(22)申请日2015.01.07(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人吕红亮贾仁需王悦湖汤晓燕张玉明(74)专利代理机构北京亿腾知识产权代理事务所11309代理人李楠(51)Int.Cl.H01L21/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称用于SiC异质外延生长的原位刻蚀方法(57)摘要本发明涉及一种本发明提供了一种用于SiC异质外延生长的原位刻蚀方法，方法包括：将利用正轴4H或6H的原始碳化硅SiC衬底加工成的加工SiC衬底利用超声进行清洗；利用碱性混合剂将加工SiC衬底在85度温度下煮浴20分钟；利用浓硫酸混合液将加工SiC衬底在85度温度下煮浴20分钟；利用酸性混合液将加工SiC衬底在85度温度下浸泡20分钟；利用5％的氢氟酸溶液将加工SiC衬底浸浴10分钟；利用外延炉对零偏角的加工SiC衬底进行原位刻蚀；从外延炉中取出刻蚀好的SiC外延片。本发明用于SiC异质外延生长的原位刻蚀方法能够刻蚀出最佳衬底表面形貌的原位刻蚀工艺，提升SiC异质外延生长质量。CN104576320ACN104576320A权利要求书1/1页1.一种用于SiC异质外延生长的原位刻蚀方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，将利用正轴4H或6H的原始碳化硅SiC衬底加工成的加工SiC衬底利用超声进行清洗；步骤2，利用碱性混合剂将所述加工SiC衬底在85度温度下煮浴20分钟，然后用去离子水冲洗；步骤3，利用浓硫酸混合液将所述加工SiC衬底在85度温度下煮浴20分钟，然后用去离子水冲洗；步骤4，利用酸性混合液将所述加工SiC衬底在85度温度下浸泡20分钟，然后用去离子水冲洗；步骤5，利用5％的氢氟酸溶液将所述加工SiC衬底浸浴10分钟，然后用热去离子水和冷去离子水冲洗；步骤6，利用外延炉对零偏角的所述加工SiC衬底进行原位刻蚀，刻蚀温度为1400-1600℃；压强为50-200mbar；氢气流量为60-200L/min；刻蚀时间为5-30min；步骤7，从所述外延炉中取出刻蚀好的所述SiC外延片。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6具体为：利用外延炉对零偏角的所述加工SiC衬底进行原位刻蚀，刻蚀温度为1400℃、1500℃或1600℃；压强为50-200mbar；氢气流量为60-200L/min；刻蚀时间为5-30min。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6具体为：利用外延炉对零偏角的所述加工SiC衬底进行原位刻蚀，刻蚀温度为1400-1600℃；压强为50-200mbar；氢气流量为60-200L/min；刻蚀时间为5min、10min或15min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6具体为：利用外延炉对零偏角的所述加工SiC衬底进行原位刻蚀，刻蚀温度为1500℃；压强为100mbar；氢气流量为82L/min；刻蚀时间为15min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6还包括：在1400℃下通入丙烷保护气体与纯氢气刻蚀条件相比较，在1500℃下通入硅烷保护气体与纯氢气刻蚀条件相比较。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤7之前还包括：当所述外延炉温度降低到700℃以后，停止通入氢气，并抽取真空到低于1×10-7mbar；向所述外延炉通入流量为12-20L/min的氩气，使长有碳化硅外延层的所述加工SiC衬底在氩气环境下继续冷却。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤7具体包括：缓慢提高所述外延炉气压到常压，使所述加工SiC衬底自然冷却至室温，取出SiC外延片。2CN104576320A说明书1/3页用于SiC异质外延生长的原位刻蚀方法技术领域[0001]本发明涉及半导体材料技术领域，尤其涉及一种用于SiC异质外延生长的原位刻蚀方法。背景技术[0002]碳化硅SiC作为宽禁带半导体材料的代表之一，具有禁带宽度大，击穿电场高，热导率大，电子饱和漂移速度高，抗辐射能力强和良好的化学稳定性等优越性质，成为继锗、硅、砷化镓之后制造新一代微电子器件和电路的关键半导体材料。SiC/Si和AlGaN/GaN等其他异质结，是传统的通过化学组分变化形成，而碳化硅多型异质结是通过化学成分不变，晶型突变来制备。因此碳化硅多晶型的异质结具有以下优点：[0003]1)具有可忽略的热匹配和晶格匹配：3C-SiC和6H-SiC在(0001)面的晶格失配小于0.1％，在衬底准备、处理和以后的器件工艺中，二者的热失配小于0.1％。相比于SiC