【技术实现步骤摘要】
本公开实施例涉及半导体材料，尤其涉及一种碳化硅结构及其制备方法、碳化硅环。
技术介绍
1、碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料，具有高临界击穿电场、高热导率、高电子密度和高迁移率等特点，已经成为当今电子产业发展的新动力。
2、在碳化硅的生长过程中可能出现多种缺陷，例如，贯穿型螺位错(threadingscrew dislocations，tsd)、贯穿型刃位错(threading edge dislocations，ted)、基晶面位错(basal plane dislocations，bpd)和微管(micropipe，mp)缺陷等等，每种缺陷都会对碳化硅的性能产生影响。
3、目前，亟需对碳化硅的制备方法进行改进以改善碳化硅的性能。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开实施例提供一种碳化硅结构及其制备方法、碳化硅环。
2、为达到上述目的，本公开的技术方案是这样实现的：
3、第一方面，本公开实施例提供一种碳化硅结构的制备方法，所述制备方法包括：提供载气以及含有硅元素和碳元素的反应气体；将所述载气和所述反应气体通入反应腔室中，以形成碳化硅结构；其中，所述碳化硅结构包括堆叠设置的多个碳化硅层，形成沿堆叠方向任意相邻的两个碳化硅层的晶体生长速率不同；沿所述堆叠方向任意相邻的两个碳化硅层中，至少部分管孔在所述相邻的两个碳化硅层之间的界面处停止延伸。
4、在一些实施例中，形成沿堆叠方向任意相邻的两个碳化硅层的反应温度不同。
5
6、在一些实施例中，形成所述碳化硅结构的反应温度范围包括第一温度范围或者第二温度范围，所述第一温度范围内形成的所述碳化硅结构具有第一平均晶粒尺寸，所述第二温度范围内形成的所述碳化硅结构具有第二平均晶粒尺寸；其中，所述第一温度范围小于所述第二温度范围，所述第一平均晶粒尺寸小于所述第二平均晶粒尺寸。
7、在一些实施例中，仅在所述第一温度范围内制备所述堆叠设置的多个碳化硅层，所述第一温度范围为1180℃～1230℃。
8、在一些实施例中，所述碳化硅结构至少包括第一碳化硅层和第二碳化硅层；所述将所述载气和所述反应气体通入反应腔室中，以形成碳化硅结构，包括：将所述反应腔室的温度设置为第一反应温度，以形成第一碳化硅层；将所述反应腔室的温度调整为第二反应温度，以在所述第一碳化硅层上形成第二碳化硅层；其中，由所述第一反应温度调整为所述第二反应温度的控温速率大于或者等于0.4℃/min。
9、在一些实施例中，所述载气包括氢气和惰性气体。
10、在一些实施例中，形成所述第一碳化硅层时所述氢气和所述反应气体的体积之和为第一通气量；形成所述第二碳化硅层时所述氢气和所述反应气体的体积之和为第二通气量；其中，在所述第一反应温度小于所述第二反应温度的情况下，所述第一通气量小于所述第二通气量；在所述第一反应温度大于所述第二反应温度的情况下，所述第一通气量大于所述第二通气量。
11、第二方面，本公开实施例提供一种碳化硅结构，所述碳化硅结构包括：堆叠设置的多个碳化硅层，沿堆叠方向任意相邻的两个碳化硅层的晶体特性不同；其中，沿所述堆叠方向任意相邻的两个碳化硅层中，至少部分管孔在所述相邻的两个碳化硅层之间的界面处停止延伸。
12、在一些实施例中，所述晶体特性包括以下至少之一：平均晶粒尺寸或者晶向。
13、在一些实施例中，沿所述堆叠方向任意相邻的两个碳化硅层中所述管孔未连通。
14、在一些实施例中，所述堆叠设置的多个碳化硅层中至少一个碳化硅层沿堆叠方向的尺寸大于其他碳化硅层中每个所述碳化硅层沿堆叠方向的尺寸。
15、在一些实施例中，所述碳化硅结构设于基板之上；所述堆叠设置的多个碳化硅层中和所述基板之间距离最远的碳化硅层的平均晶粒尺寸小于或者等于其他碳化硅层中每个所述碳化硅层的平均晶粒尺寸。
16、第三方面，本公开实施例提供一种碳化硅环，所述碳化硅环包括：由本公开第一方面所述的碳化硅结构的制备方法所制备得到的碳化硅结构，或者，本公开第二方面所述的碳化硅结构。
17、本公开实施例提供一种碳化硅结构及其制备方法、碳化硅环。本公开实施例中，反应形成的碳化硅结构包括堆叠设置的多个碳化硅层，形成任意相邻的两个碳化硅层的晶体生长速率不同，任意相邻的两个碳化硅层中，至少部分管孔在相邻的两个碳化硅层之间的界面处停止延伸，从而可以避免在碳化硅结构中形成连续延伸的贯穿型管孔缺陷，这样不仅可以改善贯穿型管孔缺陷导致的开裂问题，还可以防止等离子体刻蚀气体沿贯穿型管孔缺陷进入碳化硅结构内部，从而提高碳化硅结构的抗刻蚀性，进而延长碳化硅结构的使用寿命。
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1.一种碳化硅结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，形成沿堆叠方向任意相邻的两个碳化硅层的反应温度不同。
3.根据权利要求2所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，形成所述碳化硅结构包括至少一次控温过程，所述控温过程包括升温过程和/或降温过程。
4.根据权利要求2所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，形成所述碳化硅结构的反应温度范围包括第一温度范围或者第二温度范围，所述第一温度范围内形成的所述碳化硅结构具有第一平均晶粒尺寸，所述第二温度范围内形成的所述碳化硅结构具有第二平均晶粒尺寸；其中，所述第一温度范围小于所述第二温度范围，所述第一平均晶粒尺寸小于所述第二平均晶粒尺寸。
5.根据权利要求4所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，仅在所述第一温度范围内制备所述堆叠设置的多个碳化硅层，所述第一温度范围为1180℃～1230℃。
6.根据权利要求2所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，所述碳化硅结构至少包括第一碳化硅层和第二碳化硅层；所述将所述载气和所述
7.根据权利要求6所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，所述载气包括氢气和惰性气体。
8.根据权利要求7所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，形成所述第一碳化硅层时所述氢气和所述反应气体的体积之和为第一通气量；形成所述第二碳化硅层时所述氢气和所述反应气体的体积之和为第二通气量；其中，在所述第一反应温度小于所述第二反应温度的情况下，所述第一通气量小于所述第二通气量；在所述第一反应温度大于所述第二反应温度的情况下，所述第一通气量大于所述第二通气量。
9.一种碳化硅结构，其特征在于，所述碳化硅结构包括：
10.根据权利要求9所述的碳化硅结构，其特征在于，所述晶体特性包括以下至少之一：平均晶粒尺寸或者晶向。
11.根据权利要求9所述的碳化硅结构，其特征在于，沿所述堆叠方向任意相邻的两个碳化硅层中所述管孔未连通。
12.根据权利要求9所述的碳化硅结构，其特征在于，所述堆叠设置的多个碳化硅层中至少一个碳化硅层沿堆叠方向的尺寸大于其他碳化硅层中每个所述碳化硅层沿堆叠方向的尺寸。
13.根据权利要求12所述的碳化硅结构，其特征在于，所述碳化硅结构设于基板之上；所述堆叠设置的多个碳化硅层中和所述基板之间距离最远的碳化硅层的平均晶粒尺寸小于或者等于其他碳化硅层中每个所述碳化硅层的平均晶粒尺寸。
14.一种碳化硅环，其特征在于，所述碳化硅环包括：由权利要求1至8中任一项所述的碳化硅结构的制备方法所制备得到的碳化硅结构，或者，如权利要求9至13中任一项所述的碳化硅结构。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，形成沿堆叠方向任意相邻的两个碳化硅层的反应温度不同。
3.根据权利要求2所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，形成所述碳化硅结构包括至少一次控温过程，所述控温过程包括升温过程和/或降温过程。
4.根据权利要求2所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，形成所述碳化硅结构的反应温度范围包括第一温度范围或者第二温度范围，所述第一温度范围内形成的所述碳化硅结构具有第一平均晶粒尺寸，所述第二温度范围内形成的所述碳化硅结构具有第二平均晶粒尺寸；其中，所述第一温度范围小于所述第二温度范围，所述第一平均晶粒尺寸小于所述第二平均晶粒尺寸。
5.根据权利要求4所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，仅在所述第一温度范围内制备所述堆叠设置的多个碳化硅层，所述第一温度范围为1180℃～1230℃。
6.根据权利要求2所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，所述碳化硅结构至少包括第一碳化硅层和第二碳化硅层；所述将所述载气和所述反应气体通入反应腔室中，以形成碳化硅结构，包括：
7.根据权利要求6所述的碳化硅结构的制备方法，其特征在于，所述载气包括氢气和惰性气体。
8.根据权利要求7所述的碳化硅结构的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张珉硕，
申请(专利权)人：重庆欣晖材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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