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[分享] HTCVD生长碳化硅的低压工艺

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精华

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发表于 2020-6-11 20:47:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
    HTCVD生长碳化硅的低压工艺,研究的过程都是通过控制变量法:保持大部分的条件完全一样,只改变一小部分条件。这样完成实验后,通过仪器分析结果。

设计实验条件:
不变的量
  • N型偏4°的4H-SiC衬底,载流子浓度约5×10^18cm-3;
  • Si源:SiH4,流量42sccm;
  • C源:CH4,流量14sccm;
  • C/Si=1;
  • 载气:H2,流量64slm;
  • 刻蚀温度:1400℃;
  • 生长温度:1580℃;

改变的量
气压分别为:40、60、80、100 mbar。

结果如下:
第一,对生长速率的影响:生长速率相对恒定,为10um/h。
第二,对缺陷的影响:
  • 光致发光(Photoluminescence,PL)、电子顺磁共振(EPR)测得本征缺陷为VC,且浓度随着气压增大而减小;
  • AFM/光学显微镜观察,表面粗糙度随着气压增大而减小,从1.4nm降至0.3nm;低气压的条件易于生成台阶,三角形缺陷减少。

微信图片_20200611204832.jpg
微信图片_20200611204835.jpg

补充实验:
实验一:如果改变SiH4的流量从21到50sccm,得到生长速率随着流量增大而增大,近似线性关系。
实验二:如果改变刻蚀温度从1400到1600℃、刻蚀时间从5到15min,AFM表明,刻蚀时间要适中:刻蚀短,没效果;刻蚀长,台阶转化为台面。温度过高,刻蚀的台阶高度太大,称为step-bunching缺陷。
微信图片_20200611204838.jpg
微信图片_20200611204841.jpg

最后优化后的实验条件:
  • N型偏4°4H-SiC衬底,载流子浓度约5×10^18cm-3;
  • Si源:SiH4,流量50sccm;
  • C源:CH4,流量14sccm;
  • C/Si=1;
  • 载气:H2,流量60slm;
  • 刻蚀温度:1500℃,刻蚀时间10min;
  • 生长温度:1580℃;
  • 气压:40mbar。



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吼吼吼
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哈哈哈
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嘿嘿嘿
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哼哼哼
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哦哦
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