低温制备碳化硅非晶薄膜及外延薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种低温制备碳化硅非晶薄膜及外延薄膜的方法，其工艺如下：根据应用需要选择合适的衬底和靶材，在衬底上生长碳化硅薄膜；将衬底及靶材的表面清洗干净送入真空生长腔，使用机械泵和分子泵对真空生长腔抽真空；对衬底使用加热器加热；在衬底加热的同时辅助添加外部光源，并使外部光源直接照射衬底；使用磁控溅射或激光脉冲生长碳化硅薄膜，沉积过程通过控制沉积频率控制生长的碳化硅晶型；对衬底进行退火，退火时可用气氛保护。本发明极大地降低碳化硅薄膜的生长温度，制备出包括非晶碳化硅薄膜或者3C-SiC、2H-SiC、4H-SiC和15R-SiC结构的择优取向的晶体薄膜，在半导体器件制造时可以应用在光电子、微电子领域。

主权项

一种低温制备碳化硅非晶薄膜及外延薄膜的方法，其特征在于：将衬底表面温度分为三个部分,第一部分是由加热系统对衬底加热所显示的温度，第二部分，溅射出来的粒子沉积在衬底上，溅射出来的粒子携带有大量的能量，沉积的同时也提高了衬底表面的能量，第三部分，在生长过程的同时，使用外部光源照射在衬底片上，对衬底表面进行光催化，提高衬底表面的活性和能量；其中二、三部分的能量无法通过生长系统测试，通过增加第二、第三部分的能量，降低生长碳化硅薄膜过程中加热系统的温度；具体步骤如下：第一步：根据应用需要选择合适的衬底，在适合的衬底上生长碳化硅薄膜； 第二步：将选用的衬底及靶材的表面清洗干净送入真空生长腔，使用机械泵和分子泵对真空生长腔抽真空；第三步：对衬底使用加热器加热；第四步：在衬底加热的同时辅助添加外部光源，并使外部光源直接照射衬底，对衬底进行辅助光催化，提高衬底表面活性；第五步：在衬底加热的同时，使用磁控溅射或激光脉冲生长碳化硅薄膜，使靶材物质溅射出来沉积在衬底上，通过增加溅射粒子的能量和薄膜生长速度，提高样品表面的实际温度和表面活性，从而控制的碳化硅晶体类型；第六步：对衬底进行退火，退火时可用气氛保护。