【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳化硅材料，具体涉及一种3c-sic外延片及其制备方法。
技术介绍
1、与传统的第一代和第二代半导体材料相比，碳化硅作为目前发展较为成熟的第三代宽禁带半导体材料，具有很多优越性，如禁带宽度更宽、临界击穿电场更高、饱和电子迁移速度更快、热导率更高等特点。
2、目前，商用的碳化硅外延片多是4h晶型，通过4h-sic衬底同质外延获得。尽管目前工艺相对成熟，但层错缺陷依旧较多，且碳化硅衬底成本较高，偏4°台阶流外延法虽然保证了外延晶型的纯净度，但同时也对衬底造成进一步浪费，成本与性能之间的平衡难以打破，制约着碳化硅商业化普及应用。
3、传统4h-sic晶圆片大多利用cvd法同质外延生长，通过优化刻蚀工艺、生长压力等参数管控外延薄膜质量，目前传统4h-sic碳化硅外延质量表面致命缺陷＜0.3个/cm2。4h-sic功率器件性能明显优化硅材料的器件，但是传统4h-sic工艺路线成本较高，难以大量商业化应用。3c-sic可在硅衬底上异质外延生长，成本大大降低，但是传统工艺路线得到的3c-sic缺陷较多，做成器件后性能与良率较差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的采用现有工艺路线得到的3c-sic外延片的缺陷较多，做成器件后性能与良率较差的问题，提供一种3c-sic外延片及其制备方法。按照本专利技术所述的方法制备的3c-sic外延片的缺陷可控，并且成本较低，更利于商业化应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种3c
3、(1)对硅衬底进行第一刻蚀；
4、(2)在刻蚀后的硅衬底表面上形成第一碳化缓冲层；
5、(3)在第一工艺气体的存在下，在所述第一碳化缓冲层上进行异质外延生长；
6、其中，所述第一工艺气体包括碳源和硅源，所述碳源包括氯基碳源。
7、优选地，所述氯基碳源为ch3cl。
8、优选地，在步骤(3)中，所述第一工艺气体还包括hcl。
9、优选地，在步骤(3)中，所述第一工艺气体的氯硅比为2-4：1。
10、优选地，在步骤(3)中，所述第一工艺气体的碳硅比为0.9-1.2：1。
11、优选地，在步骤(3)中，所述异质外延生长的条件包括：温度为1250-1380℃，压力为50-80mbar，时间为1-3h。
12、优选地，在步骤(1)中，所述第一刻蚀为氢气原位刻蚀。
13、优选地，在步骤(2)中，形成第一碳化缓冲层的过程在氯基碳源的存在下进行。更优选地，所述氯基碳源为ch3cl。
14、优选地，在步骤(2)中，形成第一碳化缓冲层的过程的操作条件包括：温度为1250-1380℃，压力为60-80mbar，时间为5-20min。
15、优选地，所述方法还包括以下步骤：(4)将步骤(3)得到的外延生长基体中的硅衬底去除。
16、优选地，去除硅衬底的方式为湿法化学腐蚀法。
17、优选地，所述方法还包括以下步骤：
18、(5)将步骤(4)得到的3c-sic晶圆片进行第二刻蚀；
19、(6)在刻蚀后的3c-sic衬底表面上形成第二碳化缓冲层；
20、(7)在第二工艺气体的存在下，在所述第二碳化缓冲层上进行同质外延生长；
21、其中，所述第二工艺气体包括碳源和硅源。
22、优选地，在步骤(7)中，所述第二工艺气体的碳硅比为0.9-1.1：1。
23、优选地，在步骤(7)的第二工艺气体中，所述碳源为c2h4和/或ch3cl，更优选为c2h4。
24、优选地，在步骤(7)的第二工艺气体中，所述硅源为sihcl3和/或sih4，更优选为sihcl3。
25、优选地，在步骤(7)中，所述同质外延生长的条件包括：温度为1400-1500℃，压力为60-100mbar，时间为5-20min。
26、优选地，在步骤(5)中，所述第二刻蚀为氢气原位刻蚀。
27、优选地，在步骤(6)中，形成第二碳化缓冲层的过程所用的碳源为c2h4和/或ch3cl，更优选为c2h4。
28、优选地，在步骤(6)中，形成第二碳化缓冲层的过程的操作条件包括：温度为1400-1500℃，压力为60-100mbar，时间为1-10min。
29、本专利技术还提供了由上述方法制备的3c-sic外延片。
30、通过上述技术方案，可以得到致命缺陷密度较低(如＜0.3个/cm2)的3c-sic外延片，该3c-sic外延片的性能优越，相对于传统4h-sic工艺成本大大降低，相对于传统硅衬底异质外延3c-sic缺陷可控，更利于商业化应用。
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1.一种3C-SiC外延片的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述第一工艺气体还包括HCl。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述第一工艺气体的氯硅比为2-4：1。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述第一工艺气体的碳硅比为0.9-1.2：1。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述异质外延生长的条件包括：温度为1250-1380℃，压力为50-80mbar，时间为1-3h。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述第一刻蚀为氢气原位刻蚀。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，形成第一碳化缓冲层的过程在氯基碳源的存在下进行；
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，形成第一碳化缓冲层的过程的操作条件包括：温度为1250-1380℃，
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤(7)中，所述第二工艺气体的碳硅比为0.9-1.1：1。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在步骤(7)的第二工艺气体中，所述碳源为C2H4和/或CH3Cl，优选为C2H4。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在步骤(7)的第二工艺气体中，所述硅源为SiHCl3和/或SiH4，优选为SiHCl3。
14.根据权利要求10-13中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(7)中，所述同质外延生长的条件包括：温度为1400-1500℃，压力为60-100mbar，时间为5-20min。
15.根据权利要求10-14中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述第二刻蚀为氢气原位刻蚀。
16.根据权利要求10-14中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(6)中，形成第二碳化缓冲层的过程所用的碳源为C2H4和/或CH3Cl，优选为C2H4。
17.根据权利要求10-14中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(6)中，形成第二碳化缓冲层的过程的操作条件包括：温度为1400-1500℃，压力为60-100mbar，时间为1-10min。
18.由权利要求1-17中任意一项所述的方法制备的3C-SiC外延片。
...【技术特征摘要】
1.一种3c-sic外延片的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述第一工艺气体还包括hcl。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述第一工艺气体的氯硅比为2-4：1。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述第一工艺气体的碳硅比为0.9-1.2：1。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述异质外延生长的条件包括：温度为1250-1380℃，压力为50-80mbar，时间为1-3h。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述第一刻蚀为氢气原位刻蚀。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，形成第一碳化缓冲层的过程在氯基碳源的存在下进行；
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，形成第一碳化缓冲层的过程的操作条件包括：温度为1250-1380℃，压力为60-80mbar，时间为5-20min。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫清，巩泉雨，区灿林，谢春林，周维，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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