降低异质外延偏压阈值的方法与流程

技术特征：
1.降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于该降低异质外延偏压阈值的方法按照以下步骤实现：一、ir复合导电衬底的制备：a、采用电子束蒸发法在衬底上蒸镀一层铱薄膜，得到ir复合衬底；b、在氩气环境中，对ir复合衬底进行原位退火处理，得到退火后ir复合衬底；c、使用磁控溅射法在退火后ir复合衬底的背面和侧面沉积金膜，得到ir复合导电衬底；二、抽真空过程：d、将样品托放置在cvd腔体内的水冷台上，样品托的底部开有凹腔，再将ir复合导电衬底放置在样品托上，关闭cvd腔体；e、依次使用机械真空泵和分子泵对cvd腔体进行抽真空，使cvd腔体内真空度达到5.0
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10
‑7～5.0
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‑6torr的水平，样品托凹腔的气路压强达到0～5torr水平，完成抽真空；三、激活等离子体并升温：f、通入氢气，调整cvd腔体内压强至5～10torr水平，启动微波源，激发等离子体；g、同步升高cvd腔体内气压和微波发生器的功率分别至22～32torr和1300w～1900w，使ir复合导电衬底温度升高；h、通过红外测温装置观测ir复合导电衬底温度，升温衬底温度至650～900℃，完成升温过程；四、偏压增强形核工艺：i、利用氢等离子体对ir复合导电衬底进行刻蚀清洗；j、然后通入甲烷气体，开始形核过程；k、开启偏压电源，直流偏压电源的正极连接cvd腔体并接地，直流偏压电源的负极连接样品托，开启直流偏压电源，逐步升高偏压至250～325v，进行偏压增强形核；l、关闭偏压装置，停止偏压增强形核过程；五、金刚石生长过程：m、降低甲烷的流量，开始异质外延生长；n、异质外延生长完成后，停止通入甲烷，同步降低微波发生器功率和cvd腔体压强，待微波发生器功率降至600～900w，气压降至5～8torr，停止通入氢气；o、待腔体内气压不高于0.5torr时，通入氮气至大气压，开腔，完成偏压增强cvd异质外延形核生长。2.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤a中所述的衬底为sto单晶衬底、a
‑
蓝宝石单晶衬底或者氧化镁单晶衬底。3.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤a中铱薄膜的厚度为4.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤b中所述的原位退火处理是以500～1000℃退火0.5～2h。5.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤f中控制氢气的流量为200～400sccm。6.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤g中升高cvd
腔体内气压和微波发生器的功率分别至22～27torr和1300w～1800w。7.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤h中升温衬底温度至650～750℃。8.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤j中通入甲烷气体，控制甲烷的体积分数为2.5％～3.5％。9.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤k中偏压增强形核时间为60min～90min。10.根据权利要求1所述的降低异质外延偏压阈值的方法，其特征在于步骤m中降低甲烷的流量，控制甲烷的体积分数为1.5％～2.0％。

技术总结
降低异质外延偏压阈值的方法，它为了解决BEN工艺为获得合适外延形核率时偏压阈值较大的问题。降低偏压阈值的方法：一、在衬底上蒸镀一层铱薄膜，然后进行退火处理，衬底的背面和侧面沉积金膜，得到Ir复合导电衬底；二、对CVD腔体抽真空；三、升高CVD腔体内气压和微波发生器的功率分别至22～32Torr和1300W～1900W，衬底升温；四、通入甲烷气体，开启偏压电源，升高偏压至250～325V；五、金刚石生长过程。本发明通过降低CVD腔体气压有效的降低获得足够高外延形核率时所需的偏压阈值，起到了节省能源，降低成本的作用，同时获得足够高的形核密度以及良好的形核均匀性。及良好的形核均匀性。及良好的形核均匀性。


技术研发人员：朱嘉琦 王伟华 杨世林 代兵 韩杰才
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2021.06.29
技术公布日：2021/9/24