溝槽結構碳化硅的外延填充方法碳化硅（SiC）作為一種高性能半導體材料，因其出色的熱穩定性、高硬度和高電子遷移率，在電力電子、微電子和光電子等領域得到了廣泛應用。尤其在制造高壓、高溫和高頻器件時，碳化硅材料更是具有顯著優勢。然而，碳化硅器件的制造過程中，溝槽結構的外延填充是一個技術難點，直接關系到器件的性能和可靠性。本文將詳細介紹一種溝槽結構碳化硅的外延填充方法。一、引言溝槽結構碳化硅的外延填充方法是指通過在碳化硅襯底上形成的溝槽內填充高質量的外延層，以實現器件的電學和熱學性能要求。這一過程中，不僅要保證外延層的填充率，還要避免空洞和缺陷的產生，從而確保器件的穩定性和可靠性。二、外延填充方法1.實驗準備在進行外延填充之前，首先需要通過實驗確定外延生長和刻蝕的工藝參數。這通常包括使用與待填充的碳化硅正式片具有相同溝槽結構的生長實驗片和刻蝕實驗片進行試驗。生長實驗片：用于確定外延生長工藝參數，包括氫氣流量、反應室生長壓力、生長溫度、硅氫比和碳硅比等。通過調整這些參數，可以得到溝槽臺面和溝槽底部的外延沉積速率。刻蝕實驗片：用于確定氯化氫刻蝕工藝參數，包括反應室刻蝕壓力和氯氫比等。這些參數決定了溝槽臺面和溝槽底部的刻蝕速率。2.正式片的外延填充在完成實驗準備后，將含溝槽結構的碳化硅正式片置于外延系統反應室內的石墨基座上，并按照以下步驟進行外延填充：外延生長：向反應室通入硅源和碳源，并根據溝槽結構層的摻雜類型，通入n型或p型摻雜源。根據生長實驗片確定的外延生長工藝參數，開始外延生長。通過控制生長時間，可以控制溝槽底部的沉積厚度。壓力降低：生長結束后，關閉硅源和碳源，保持氫氣流量不變，快速降低反應腔壓力。氯化氫刻蝕：根據刻蝕實驗片確定的刻蝕工藝參數，向反應室通入氯化氫氣體，通過氯化氫輔助氫氣刻蝕去除溝槽結構臺面上的外延層，同時改善槽內外延層表面質量。重復生長與刻蝕：重復上述外延生長和氯化氫刻蝕的步驟，直至達到所需的厚度要求，即完成溝槽結構的外延填充。拋光去除多余外延層：開腔取片后，通過拋光去除多余的外延層，以獲得平整的表面。三、具體工藝參數生長工藝參數：氫氣流量為60~120L/min，反應室生長壓力為200~400mbar，生長溫度為1600~1700℃，硅氫比小于0.08%，碳硅比為0.6~1.3。刻蝕工藝參數：反應室刻蝕壓力為80~400mbar，氯氫比≥1%。四、方法優勢高填充率：通過精確控制外延生長和刻蝕的工藝參數，可以大幅提高高深寬比溝槽結構的外延填充率。無空洞：該方法能夠有效避免溝槽結構中空洞的出現，提高器件的可靠性和穩定性。節省成本：通過優化工藝參數，可以減少碳化硅晶片的使用量和斷面SEM檢測的次數，從而降低工藝成本。五、結論溝槽結構碳化硅的外延填充方法是碳化硅器件制造過程中的關鍵環節。通過精確控制外延生長和刻蝕的工藝參數，可以實現高填充率、無空洞的外延填充，從而提高器件的性能和可靠性。這一方法不僅適用于碳化硅器件的制造，也為其他高性能半導體材料的器件制造提供了借鑒和參考。高通量晶圓測厚系統高通量晶圓測厚系統以光學相干層析成像原理，可解決晶圓/晶片厚度TTV（TotalThicknessVariation，總厚度偏差）、BOW（彎曲度）、WARP（翹曲度），TIR（TotalIndicatedReading總指示讀數，STIR（SiteTotalIndicatedReading局部總指示讀數），LTV（LocalThicknessVariation局部厚度偏差）等這類技術指標。高通量晶圓測厚系統，全新采用的第三代可調諧掃頻激光技術，相比傳統上下雙探頭對射掃描方式；可一次性測量所有平面度及厚度參數。靈活適用更復雜的材料，從輕摻到重摻P型硅(P++)，碳化硅，藍寶石，玻璃，鈮酸鋰等晶圓材料。重摻型硅（強吸收晶圓的前后表面探測）粗糙的晶圓表面，（點掃描的第三代掃頻激光，相比靠光譜探測方案，不易受到光譜中相鄰單位的串擾噪聲影響，因而對測量粗糙表面晶圓）低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3)（通過對偏振效應的補償，加強對低反射晶圓表面測量的信噪比）絕緣體上硅（SOI)和MEMS，可同時測量多層結構，厚度可從μm級到數百μm級不等。1，可用于測量各類薄膜厚度，厚度最薄可低至4μm，精度可達1nm。2，可調諧掃