一种降低碳化硅外延片表面颗粒密度的方法

摘要

本发明是一种降低碳化硅外延片表面颗粒密度的方法，以化学气相淀积生长技术为基础，采取在化学气相沉积生长之前特殊的反应室清洁、气体吹扫和氯化氢辅助烘烤程序，大大降低了外延生长过程中，反应室腔室内颗粒掉落的几率，有效降低了碳化硅外延片表面的颗粒缺陷密度。该方法属于前置反应室处理工艺，适用于任何碳化硅外延工艺，为研制高质量低表面缺陷密度碳化硅外延材料提供了技术支持。

主权项

一种降低碳化硅外延片表面颗粒密度的方法，其特征是该方法包括如下工艺步骤：1）打开反应室，在反应室上壁和基座之间放置一块洁净的盖板，用于防止在清洁反应室上壁的过程中颗粒掉落至基座；2）开启反应室用吸尘器对反应室上壁进行清洁，刷头选用中等硬度的毛刷头，采用刷头和反应室上壁接触的方式，沿着同一个方向，刮擦清理整个反应室上壁的外延沉积物；3）利用反应室用吸尘器清理盖板上掉落的碳化硅颗粒，并检查掉落的碳化硅颗粒的大小，当掉落碳化硅颗粒为细微的金黄色粉末之后，更换吸尘器刷头至软毛刷对反应室上壁进行清洁；4）当盖板上不再有肉眼可见的颗粒掉落时，关闭吸尘器，取出盖板，关闭反应室；5）利用机械泵将反应室抽至真空，向反应室快速充入氩气，在五分钟内将反应室压力提高至大气压，再利用机械泵将反应室在五分钟内抽至真空，重复三次以上的充气及抽真空步骤；6）向反应室慢速充入氩气至大气压，打开反应室，开启反应室用吸尘器，采用无刷毛的吸头，采用吸头和基座不接触的方式，沿着同一个方向，对整个基座进行吸尘；7）将陪片放入基座，关闭反应室，利用机械泵，采用渐变的方式，缓缓将反应室压力抽至真空；8）向反应室慢速充入氩气至大气压后，利用机械泵，采用渐变的方式降低氩气流量至零，缓缓将反应室压力抽至真空，并保持真空十分钟以上；9）向反应室充入和外延工艺时相同的流量的氢气，开启加热源，逐步升温至1450℃后，向反应室通入少量氯化氢气体，Cl/H₂比0.1%‑0.2%，恒温处理20‑30分钟后，逐渐升温至外延温度，反应室压力设置为100‑200 mbar；10）到达外延温度之后，关闭氯化氢气体，系统降温至100摄氏度时，采用渐变的方式降低氢气流量至零，采用将反应室抽真空，并充入氩气至大气压后开启反应室；11）选用无刷毛的吸头，采用吸头和基座不接触的方式，沿着同一个方向，对整个基座进行吸尘；12）取出基座上的陪片，放入正式外延用衬底，开始外延工艺。