專利名稱：一種減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷的方法。
背景技術：
碳化硅晶體生長過程中，晶體中的缺陷大部分會來自于籽晶，目前生長用碳化硅籽晶均為單面或雙面研磨、拋光的單晶片，由于研磨、拋光在表面上引起的如劃痕、螺位錯、刃位錯基面位錯等缺陷，使得籽晶表面的缺陷數量在生長造成的基礎上又增加了幾倍。SiC作為第三代寬帶隙(Wide Band-gap Semiconductor, WBS)半導體材料的代表，其具有寬帶隙、高臨界擊穿電場、高熱導率、高載流子飽和漂移速度以及極好的化學穩(wěn)定性等特點，在光電子和微電子領域，具有巨大的應用潛力。目前，PVT法已被證實是能夠生長大尺寸SiC單晶最有效的標準方法。典型的SiC晶體生長室由籽晶托和坩堝體組成，籽晶托的作用是放置籽晶，坩堝的作用是放置粉料。碳化硅晶體生長過程中，碳化硅籽晶的品質是決定生長后晶體品質的主要因素，籽晶表面不僅存在生長引起的固有缺陷而且還有研磨、拋光所帶來的缺陷，這些缺陷都會影響到再生長晶體的品質，目前解決這些問題的方法有，H刻蝕和化學拋光(CMP)法，H刻蝕法成本較高，耗費時間較長，難于操作且腐蝕深度僅I μ m左右，不能到達研磨拋光引起的缺陷深度，亦不能達到理想的效果，化學拋光(CMP)法，也是成本較高且必須在超凈間中，耗費時間較長約兩個小時一盤，且難于操作(在配料上有一定精度)。碳化硅晶體生長過程中，晶體中的缺陷大部分會來自于籽晶，目前生長用碳化硅籽晶均為單面或雙面研磨、拋光的單晶片，由于研磨、拋光在表面上引起的如劃痕、螺位錯、刃位錯基面位錯等缺陷，使得籽晶表面的缺陷數量在生長造成的基礎上又增加了幾倍。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種可提高晶體品質的減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷的方法。本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:一種減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷的方法，包括以下步驟:將兩個籽晶的Si面緊密的粘貼在一起，再將其放入熔融的KOH和K2CO3組成的腐蝕劑中，然后加熱到400°C，在400°C恒溫的條件下將籽晶生長面C面進行腐蝕，腐蝕掉研磨、拋光帶來的缺陷，以減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷；其中，所述KOi^PK2CO3的質量比為200:5。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明方法有效地保護生長背面Si面不被腐蝕的前提下，快速簡單的腐蝕掉生長面C面上研磨、拋光引起的缺陷，使得生長面上的缺陷數量比未腐蝕的低了約5倍。從而減少再生長得到的晶體缺陷，提高晶體品質，避免將Si面的缺陷擴大導致其反向升華和延伸到生長面。400°C恒溫的條件下將籽晶生長面C面進行腐蝕，腐蝕掉研磨、拋光帶來的缺陷，因為研磨拋光引起的缺陷深度在5 10 μ m，而本發(fā)明方法腐蝕的深度為25 40 μ m,故能將研磨拋光引起的缺陷全腐蝕掉。本發(fā)明方法要避免腐蝕生長背面即Si面，腐蝕會使Si面的所有缺陷被放大形成規(guī)則的腐蝕坑，在生長過程中這些腐蝕坑會更容易反向升華和延伸到生長面。因為碳化硅的化學穩(wěn)定性非常好，故其在常溫下不會被任何腐蝕劑腐蝕，且在高溫下熔融的強堿只能做到擇優(yōu)腐蝕，即在有缺陷的地方優(yōu)先腐蝕并且腐蝕速度在Si面和C面上不同，C面的腐蝕速度大約是Si面的4倍，又因為堿性腐蝕劑為各向異性腐蝕，SiC單晶為六角密排，故在Si面上不但腐蝕不掉研磨拋光引起的損傷層且在有缺陷的位置會形成六棱腐蝕坑，缺陷越大腐蝕坑越大。而C面因為腐蝕速度快，腐蝕坑沒有特定的形狀，都接近圓形，故能腐蝕掉5 10 μ m的損傷層。腐蝕掉C面的損傷后，將其分開作為籽晶。從而減少籽晶生長面的缺陷，提升生長晶體的質量。在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。進一步，所述進行腐蝕腐蝕的時間為15 20分鐘。兩個籽晶Si面選用不能被強堿腐蝕且能在酸性條件下溶解的粘接劑粘貼在一起。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。一種減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷的方法，包括以下步驟:`
將兩個籽晶的Si面緊密的粘貼在一起，再將其放入熔融的KOH和K2CO3組成的腐蝕劑中，然后加熱到400°C，在400°C恒溫的條件下將籽晶生長面C面進行15 20分鐘的腐蝕，腐蝕掉研磨、拋光帶來的缺陷，以減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷；然后將其分開作為籽晶。其中，所述KOMP K2CO3的質量比為200:5。采用腐蝕后的碳化硅籽晶的C面做生長面，背面未被腐蝕的S i面粘貼到籽晶托上，進行PVT法生長。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷的方法，其特征在于:包括以下步驟:將兩個籽晶的Si面緊密的粘貼在一起，再將其放入熔融的KOH和K2CO3組成的腐蝕劑中，然后加熱到400°C，在400°C恒溫的條件下將籽晶生長面C面進行腐蝕，腐蝕掉研磨、拋光帶來的缺陷，以減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷； 其中，所述KOH和K2CO3的質量比為200:5。
2.根據權利要求1所述的減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷的方法，其特征在于:所述進行腐蝕腐蝕的時間為15 20分 鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷的方法，包括以下步驟將兩個籽晶的Si面緊密的粘貼在一起，再將其放入熔融的KOH和K2CO3組成的腐蝕劑中，然后加熱到400℃，在400℃恒溫的條件下將籽晶生長面C面進行腐蝕，腐蝕掉研磨、拋光帶來的缺陷，以減少碳化硅晶體籽晶生長面缺陷。本發(fā)明方法有效地保護生長背面Si面不被腐蝕的前提下，快速簡單的腐蝕掉生長面C面上研磨、拋光引起的缺陷，使得生長面上的缺陷數量比未腐蝕的低了約5倍。從而減少再生長得到的晶體缺陷，提高晶體品質，避免將Si面的缺陷擴大導致其反向升華和延伸到生長面。
文檔編號C30B29/36GK103088426SQ20131002494
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權日2013年1月23日
發(fā)明者陶瑩, 高宇, 段聰, 趙梅玉, 鄧樹軍 申請人:保定科瑞晶體有限公司