一種材料外延摻雜的方法
【專利摘要】發(fā)明公開了一種材料外延摻雜的方法，主要包括如下步驟：在含有氫氣的容器中加入碳化硅化合物并加熱，當(dāng)溫度達(dá)到第一閾值后，在所述容器中加入預(yù)設(shè)流速的丙烷；當(dāng)所述容器溫度達(dá)到第二閾值后，利用所述丙烷和氫氣的混合氣體對所述碳化硅化合物進(jìn)行刻蝕；將氮?dú)夂凸柰榧尤胫了鋈萜髦校⒗鋮s至室溫。本發(fā)明通過改變?nèi)萜髦袣錃?、甲烷、氮?dú)饧肮柰榈牧康牟煌?，有效地解決現(xiàn)有技術(shù)難以控制碳化硅材料高質(zhì)量摻雜的問題，而且操作簡單方便，制備的碳化硅外延層摻雜均勻，表面平整。
【專利說明】一種材料外延摻雜的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種材料外延摻雜的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以SiC為代表的寬帶隙半導(dǎo)體材料具有禁帶寬度大、擊穿場強(qiáng)高、熱導(dǎo)率大、抗輻照能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性良好等獨(dú)特的特性，使其在光電器件、高頻大功率器件、高溫電子器件等方面倍受青睞。器件的開發(fā)已經(jīng)取得顯著進(jìn)步，其中最引人注目的電力器件是肖特基整流器、晶閘管和功率MOSFET等。
[0003]隨著SiC材料制備技術(shù)的進(jìn)展及器件工藝技術(shù)的進(jìn)步，SiC器件和電路的發(fā)展也十分迅速。采用SiC材料研制的器件種類很多，如SiC 二極管、SiC JEET、SiC MESFET、SiCMOSFET, SiC HBT、SiC HEMT 等。
[0004]在碳化硅的MOCVD外延工藝中，需要控制各個反應(yīng)物的比例、反應(yīng)條件，才能達(dá)到高質(zhì)量，高速率的生長，并達(dá)到所需要的摻雜水平。只有通過合理調(diào)整生長參數(shù)，生長出缺陷少，摻雜達(dá)到預(yù)定要求的外延層，才能制作出性能符合要求的器件，現(xiàn)有技術(shù)中缺乏對碳化娃外延層的摻雜控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明通過改變?nèi)萜髦袣錃?、甲烷、氮?dú)饧肮柰榈牧康牟煌?，有效地解決現(xiàn)有技術(shù)難以控制碳化硅材料高質(zhì)量摻雜的問題。
[0006]本發(fā)明提供了一種材料外延摻雜的方法，該方法具體包括如下步驟:
[0007]在含有氫氣的容器中加入碳化硅化合物并加熱，當(dāng)溫度達(dá)到第一閾值后，在所述容器中加入預(yù)設(shè)流速的丙烷；
[0008]當(dāng)所述容器溫度達(dá)到第二閾值后，利用所述丙烷和氫氣的混合氣體對所述碳化硅化合物進(jìn)行刻蝕；
[0009]將氮?dú)夂凸柰榧尤胫了鋈萜髦?，并冷卻至室溫。
[0010]本發(fā)明通過控制容器中氫氣、甲烷、氮?dú)饧肮柰榈奶砑恿?，有效地解決現(xiàn)有技術(shù)難以控制碳化硅材料高質(zhì)量摻雜的問題，而且操作簡單方便，制備的碳化硅外延層摻雜均勻，表面平整。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的碳化硅材料外延摻雜方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。[0013]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種碳化硅材料外延摻雜方法的流程，詳述如下:
[0014]在步驟SlOl中，在含有氫氣的容器中加入碳化硅化合物并加熱，當(dāng)溫度達(dá)到第一閾值后，在容器中加入預(yù)設(shè)流速的丙烷；
[0015]在本發(fā)明的實(shí)施例中，加熱含有氫氣的容器時，當(dāng)溫度達(dá)到第一閾值后加入丙烷，其中第一閾值的范圍為1350°C -1450°C。
[0016]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，含有氫氣的容器中不含有其它氣體。
[0017]對含有氫氣和碳化硅化合物的容器加熱時，應(yīng)保持容器受熱均勻，而且緩慢加熱。
[0018]在步驟S102中，當(dāng)容器溫度達(dá)到第二閾值后，利用丙烷和氫氣的混合氣體對碳化硅化合物進(jìn)行刻蝕；
[0019]在本發(fā)明的實(shí)施例中，對碳化硅化合物進(jìn)行刻蝕的前提是容器溫度達(dá)到第二閾值，其中第二閾值的范圍為1500°C -1600°C。
[0020]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，對碳化硅化合物進(jìn)行刻蝕的時間最好為30-50分鐘。
[0021]在步驟S103中，將氮?dú)夂凸柰榧尤胫寥萜髦?，并冷卻至室溫。
[0022]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，氮?dú)馀c硅烷的添加量有限制，氮?dú)馓砑恿颗c丙烷的比值范圍為200-210，所述硅烷的添加量與丙烷的比值范圍為2.5-3。
[0023]當(dāng)加入氮?dú)馀c硅烷后，保證容器內(nèi)恒溫、恒壓，外延時間根據(jù)情況設(shè)定，待外延層生長結(jié)束后，冷卻30-50分鐘。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例通過控制容器中氫氣、甲烷、氮?dú)饧肮柰榈奶砑恿考凹訜徇^程的溫度，有效地解決現(xiàn)有技術(shù)難以控制碳化硅材料高質(zhì)量摻雜的問題，而且操作簡單方便，制備的碳化硅外延層摻雜均勻，表面平整。
[0025]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種材料外延摻雜的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 在含有氫氣的容器中加入碳化硅化合物并加熱，當(dāng)溫度達(dá)到第一閾值后，在所述容器中加入預(yù)設(shè)流速的丙烷； 當(dāng)所述容器溫度達(dá)到第二閾值后，利用所述丙烷和氫氣的混合氣體對所述碳化硅化合物進(jìn)行刻蝕； 將氮?dú)夂凸柰榧尤胫了鋈萜髦?，并冷卻至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一閾值的范圍為1350°C-1450°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述丙烷的預(yù)設(shè)流速范圍為12ml/min-16ml/min0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二閾值的范圍為1500°C-1600°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮?dú)馓砑恿颗c丙烷的比值范圍為200-210，所述硅烷的添加量與丙烷的比值范圍為2.5-3。
【文檔編號】H01L21/22GK103515196SQ201310374360
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】王悅湖, 孫哲, 張玉明, 賈仁需, 張義門 申請人:西安電子科技大學(xué)