【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及寬禁帶半導體材料制備，具體涉及一種降低碳化硅晶體材料碳空位的方法。
技術介紹
1、碳化硅（sic）作為第三代半導體材料，具有擊穿場強高、電子飽和遷移率高、熱導率高、耐腐蝕等一系列有利于制備大功率芯片的特性，是高壓大功率器件的首選材料。sic基功率半導體器件具有高效、節能的優點，擁有巨大的應用潛力。與si基同類器件比較，sic基器件具有高效節能、工作頻率高、穩定性好、體積小等優點。隨著sic超高壓器件的研發，與此相關的科學問題也亟待解決。
2、高性能的超高壓電力電子器件（>10kv）均為雙極型器件，為了實現超高壓sic雙極型器件的低導通損耗，漂移層的載流子壽命必須足夠高以獲得電導調制，因此實現載流子壽命的調控顯得至關重要。調控sic厚外延層的少子壽命主要通過有意減少點缺陷，因為許多點缺陷都將構成復合中心。而碳化硅材料中的碳空位即是影響載流子壽命的主要復合中心，也是最典型的深能級缺陷。
技術實現思路
1、（一）要解決的技術問題
2、針對上述不足，本專利技術的主要目的在于提供一種降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，利用高溫氧化與高溫退火，可將碳空位密度降低，獲得低碳空位、高少子壽命的sic外延材料，適用于制作高壓雙極性半導體功率器件。
3、（二）技術方案
4、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，包括：將清洗后的初始碳化硅樣品放入氧化爐；在預設的第一氧化時間內，將氧化爐內的溫度從初始溫度升至中
5、上述方案中，在預設的第一氧化時間內，將氧化爐內的溫度從初始溫度升至中間溫度，包括：在預設的第一氧化時間內，在氧化爐內通入氧氣并漸進式增至預設的第一流量值；將氧化爐內的溫度從初始溫度升至中間溫度后，保持中間溫度不變。
6、上述方案中，在預設的第二氧化時間內，在氧化爐內持續通入載氣，其中載氣包括no或者n2o氣體，載氣以預設的第二流量值進行通入。
7、上述方案中，將經過第二氧化時間后的碳化硅樣品浸泡在預設的緩沖液中以去掉碳化硅樣品表面的氧化層，包括：在浸泡過程中，攪拌緩沖液以提高去除效率，確保緩沖液中活性成分能夠均勻地作用于樣品表面；在浸泡過程中，使用表征手段進行實時監測樣品的表面狀態，觀察氧化層的去除效果。
8、上述方案中，將經過第二氧化時間后的碳化硅樣品浸泡在預設的緩沖液中以去掉碳化硅樣品表面的氧化層，其中；緩沖液包括氫氟酸緩沖液，其中氫氟酸緩沖液包括預設體積比的氫氟酸與水。
9、上述方案中，在預設的退火時間內，根據預設的目標溫度對去掉氧化層的碳化硅樣品進行氣氛高溫退火處理，以獲得目標碳化硅樣品，其中，氣氛氣體包括氬氣與氫氣。
10、上述方案中，在預設的退火時間內，根據預設的目標溫度對去掉氧化層的碳化硅樣品進行氣氛高溫退火處理，以獲得目標碳化硅樣品，還包括：在預設的退火時間內，根據預設的目標溫度與預設的目標壓強，對去掉氧化層的碳化硅樣品進行氣氛高溫退火處理；退火完成后，緩慢冷卻目標碳化硅樣品，避免因溫度驟降導致的熱應力破壞；冷卻過程中繼續保持保護氣氛，以防止重新氧化。
11、上述方案中，對目標碳化硅樣品進行碳空位測試，包括：使用深能級瞬態譜（deeplevel?transient?spectroscopy，dlts）方法測試目標碳化硅樣品中碳空位密度分布。
12、（三）有益效果
13、本專利技術實施例的技術方案，至少具有以下有益效果：
14、（1）通過本專利技術的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，利用高溫氧化與高溫退火，可將碳空位密度降低至5e12cm-3。
15、（2）獲得低碳空位、高少子壽命的sic外延材料，適用于制作高壓雙極性半導體功率器件。
16、（3）此外，sic材料碳空位的降低的提高，有利于材料晶體質量的提高，有利于器件承受更高的功率，降低導通損耗。
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1.一種降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述在預設的第一氧化時間內，將所述氧化爐內的溫度從初始溫度升至中間溫度，包括：
3.根據權利要求1所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述在預設的第二氧化時間內，在所述氧化爐內持續通入載氣，其中所述載氣包括NO或者N2O氣體，所述載氣以預設的第二流量值進行通入。
4.根據權利要求1所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述將經過第二氧化時間后的碳化硅樣品浸泡在預設的緩沖液中以去掉所述碳化硅樣品表面的氧化層，包括：
5.根據權利要求4所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述將經過第二氧化時間后的碳化硅樣品浸泡在預設的緩沖液中以去掉所述碳化硅樣品表面的氧化層，其中；
6.根據權利要求1所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述在預設的退火時間內，根據預設的目標溫度對去掉氧化層的所述碳化硅樣品進行氣氛高溫退火處理，以獲得目標碳化硅樣品，其中，
7.根據權利要求1或6所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述在預設的退火時間內，根據預設的目標溫度對去掉氧化層的所述碳化硅樣品進行氣氛高溫退火處理，以獲得目標碳化硅樣品，還包括：
8.根據權利要求1所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述對所述目標碳化硅樣品進行碳空位測試，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述在預設的第一氧化時間內，將所述氧化爐內的溫度從初始溫度升至中間溫度，包括：
3.根據權利要求1所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述在預設的第二氧化時間內，在所述氧化爐內持續通入載氣，其中所述載氣包括no或者n2o氣體，所述載氣以預設的第二流量值進行通入。
4.根據權利要求1所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方法，其特征在于，所述將經過第二氧化時間后的碳化硅樣品浸泡在預設的緩沖液中以去掉所述碳化硅樣品表面的氧化層，包括：
5.根據權利要求4所述的降低碳化硅晶體材料碳空位的方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：閆果果，要文波，劉型志，馬明輝，趙萬順，王雷，劉興昉，曾一平，
申請(專利權)人：中國科學院半導體研究所，
類型：發明
國別省市：
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