碳化硅外延反应气体的混合装置制造方法及图纸

本技术碳化硅外延反应气体的混合装置，包括对应载气为氢气的主载气管路模块设置的充分预混管路；充分预混管路包括若干对应设置的缓冲管，若干缓冲管至少包括一管径1‑3英寸长度10‑15cm的充分预混执行管，其余缓冲管路为管径1/8‑3/4英寸的对应流通管；反应气体通过充分预混管路流入反应腔，反应气体进入充分预混管路后，反应气体从管路为管径1/8‑3/4英寸的对应流通管进入到管径1‑3英寸的充分预混执行管，充分预混执行管用做降低流速、增加滞留时间、参与反应的C源和Si源进行充分混合的充分混合区。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于碳化硅外延模制备技术及用于碳化硅外延模制备设备，具体的，是一种碳化硅外延反应气体的混合装置。

技术介绍

1、碳化硅(sic)是一种化合物半导体材料，被称为第三代半导体材料。由于sic具有宽禁带宽度，从而导致其有高击穿电场强度、低本征载流子浓度，使得sic功率器件具有耐高压、体积小、功耗低、耐高温等优势；为了实现集电区击穿电压高，串联电阻小的特点，用于制作碳化硅电子电力器件的材料通常是在电阻极低的碳化硅衬底上生长一层高电阻率的碳化硅外延层。在目前商业化的碳化硅外延设备中，反应腔室内反应器的设计和制造对于外延生长过程中温场和流场的分布至关重要。

2、碳化硅的主要反应原理为sihcl3+乙炔→sic，目前主流的制程气体为tcs和乙炔。作为最核心的反应气体，工艺需要严格控制c源和si源的比例，根据各种工艺的需求，一般会将c/si比控制在1-1.5之间的一个稳定值。

3、c/si对外延层的影响：

4、1.外延层的背景掺杂浓度：n是最主要的非故意掺杂杂质源，增加c/si比可以降低背景掺杂浓度

5、2.外延层导电类：n(n型掺杂源)主要占据c位，al(p型掺杂源)主要占据si位，故较高的c/si比可抑制n型掺杂效率，提高p型掺杂效率(竟位掺杂理论)

6、3.外延生长速率、缺陷密度、表面粗糙度：c/si比过低，形成硅滴，c/si过大，正轴下易形成3c杂晶，偏轴下易台阶聚束。

7、因此，保证在腔体反应时c/si比例完全工艺设定比例，对高质量的碳化硅外延膜制备显得尤为必要。

8、因此，有必要提供一种碳化硅外延反应气体的混合装置来解决实现上述目的。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种碳化硅外延反应气体的混合装置。

2、技术方案如下：

3、一种碳化硅外延反应气体的混合装置，包括对应载气为氢气的主载气管路模块设置的充分预混管路；

4、充分预混管路包括若干对应设置的缓冲管，若干缓冲管至少包括一管径1-3英寸的充分预混执行管，其余缓冲管路为管径1/8-3/4英寸的对应流通管；

5、反应气体通过充分预混管路流入反应腔，反应气体进入充分预混管路后，反应气体从反应气体从管路为管径1/8-3/4英寸的对应流通管进入到管径1-3英寸的充分预混执行管，充分预混执行管用做降低流速、增加滞留时间、参与反应的c源和si源进行充分混合的充分混合区。

6、进一步的，充分预混执行管长度10-15cm。

7、进一步的，充分预混管路用做充分混合模块，充分混合模块对应设置有反应气体来源模组。

8、进一步的，反应气体来源模组包括tcs蒸气模块、c源管路模块、n型掺杂模块、以及p型掺杂模块。

9、进一步的，tcs蒸气模块，为氢气鼓泡tcs液态源，提供si源。

10、进一步的，c源管路模块，气体为乙炔，提供c源。

11、进一步的，n型掺杂模块，提供n2掺杂。

12、进一步的，p型掺杂模块，提供al元素掺杂。

13、进一步的，反应气体来源模组通过预混模块连通充分混合模块。

14、与现有技术相比，本技术通过充分预混结构，保证在腔体反应时c/si比例完全工艺设定比例，从而生长出高质量的碳化硅外延膜。

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【技术保护点】

1.一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：包括对应载气为氢气的主载气管路模块设置的充分预混管路；

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：充分预混执行管长度10-15cm。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：充分预混管路用做充分混合模块，充分混合模块对应设置有反应气体来源模组。

4.根据权利要求3所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：反应气体来源模组包括TCS蒸气模块、C源管路模块、N型掺杂模块、以及P型掺杂模块。

5.根据权利要求4所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：TCS蒸气模块，为氢气鼓泡TCS液态源，提供Si源。

6.根据权利要求4所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：C源管路模块，气体为乙炔，提供C源。

7.根据权利要求4所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：N型掺杂模块，提供N2掺杂。

8.根据权利要求4所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：P型掺杂模块，提供Al元素掺杂。

9.根据权利要求3所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：反应气体来源模组通过预混模块连通充分混合模块。

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【技术特征摘要】

1.一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：包括对应载气为氢气的主载气管路模块设置的充分预混管路；

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：充分预混执行管长度10-15cm。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：充分预混管路用做充分混合模块，充分混合模块对应设置有反应气体来源模组。

4.根据权利要求3所述的一种碳化硅外延反应气体的混合装置，其特征在于：反应气体来源模组包括tcs蒸气模块、c源管路模块、n型掺杂模块、以及p型掺杂模块。

5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗永恒，黄飞，王权，谭磊，陈海波，武卫，王彦君，
申请(专利权)人：中环领先半导体材料有限公司，
类型：新型
国别省市：