气相外延4h-sic薄膜生长的研究

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1、西安电子科技大学硕士学位论文气相外延4H-SiC薄膜生长的研究姓名：韩征申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：张玉明20080101摘要捅要SiC材料具有许多优良性质，已成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的热点。本文对同质外延4H．SiCk]"延薄膜的生长进行了研究。本论文课题源自973国家项目，根据课题的具体要求，对4H．SiCk["延薄膜生长进行了深入的研究，通过理论与生长实验的综合分析来得到关于影响4H．sic夕b延薄膜生长的关键因素。首先介绍了几种SiCk[-延薄膜的制备技术，进行了优缺点的比较。其中重点介绍了同质外延，并对生长实验所用到的热壁化学气相淀积设备VP

2、508的主要构造和组件性能进行了介绍。然后研究了外延生长机理，分析了外延参数(如生长温度、生长压力、C／Si比、反应气流速度和生长面的选择等)对生长的影响趋势。并对如何衡量4H．SiC外延薄膜表面质量进行了初步分析，总结出几个较为重要的衡量标准：外延薄膜厚度的均匀度、表面缺陷(特别是微管的存在数量与密度)和杂质掺杂浓度。最后具体分析了4H．sic#b延薄膜中生长工艺对生长的影响。重点分析了非有意掺杂中N型杂质浓度的掺杂机理，根据理论分析对将要进行的生长实验提供指导方向以及改善建议。利用实验来验证理论分析。通过非有掺杂4H．SiC夕b延薄膜层的重复性生长实验结果的测试，得到非有意掺杂4H．SiC

3、k["延薄膜层的表面质量分析结果，将分析结果与理论分析进行验证，发现基本吻合。因此可以通过对结果的分析来优化参数进行下一轮的生长实验来验证参数是否优化，同时为生长N型和P型4H．SiC外延薄膜层提供参考。关键词：4tt．SiC同质外延表面质量非有意掺杂AbstractDuetotheexcellentproperties，SiCmaterialisbecominganewresearchhotspotintheareasofnewmaterial，microelectronicandphotodectron．Thisresearchprojectissupportedbynational973

4、project．Thegrowthof4H-SiCcpitaxiallayerhasbeenperformedandthekeyfactorsfor4H—SiCcpitaxiallayergrowthhasbeenstudiedbytheoreticalanalysisandexperimentalresults．First,severaltechniquesforSiCepitaxiallayergrowthsareintroduced．andtheircomparisonforadvantagesanddisadvantagesarepresented,whiletheemphasisis

5、putonThehomocpitaxygrowth，thenestructuresandcapabilitiesofthesystemVP508ispresented．Second,themechanismofSiCgrowthisstudiedandinfluencesofepitaxialparametersongrowthareanalyzed，suchastemperature、pressure、C／Si、airflowspeedandgrowsurfacechoiceetc．Howtoevaluatethesurfacequalitiesof4H—SiCepitaxiallayeri

6、sreviewedandseveralimportantvaluablespecificationsaresummaried,such勰uniformityoflayerthickness、surfacedefects(mieropipesaremajordefects)andimpuritydoping．k咄theinfluencesof4H—SiCepitaxiallayergrowthtechniquesongrowthandthemechanismofunintentionalNdopingareanalyzed．Alsothesuggestionstoimprovethegrowth

7、andprovideguidanceforfurthercpitaxiallayerprocessareproposedbasedontheoreticalanalysisandexperimentalexperience．Thetheoreticalanalysisarevalidatedbyaseriesofexperiments．BaSedonthemeasurementsofreitera