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碳化硅(SiC)作为新一代半导体材料,相比传统半导体材料具有宽禁带,高击穿电场,抗高温,抗辐射等优异特性,在一些需要在严苛环境下工作的器件之中应用前景广阔,广受国内外关注。而在商用Si C材料之中,4H-SiC材料由于具有较高的电子迁移率和较低的各向异性,则更加瞩目。而大功率4H-SiC器件与传统半导体器件相比具有很强的竞争力,可以广泛应用于如航空航天,石油地质探测,军用武器系统,交通运输等重要领域中。外延层薄膜生长是4H-SiC器件制造的关键工艺,对制造出的器件质量优劣有着重要的影响。而通过化学气相沉积法(CVD)可以很好控制4H-Si C外延层生长的厚度,掺杂,生长速率,晶体质量等,故而主要运用CVD法来制造4H-SiC外延薄膜。原位刻蚀是在CVD生长工艺开始之前的一项重要步骤,通过原位刻蚀可以使SiC衬底在生长之前拥有很好的表面形貌和表面平整度,对后续生长4H-SiC外延薄膜的质量有着直接影响。本文主要研究通过改变原位刻蚀条件,得到更利于后续外延层生长的衬底表面形貌。对于零度偏角衬底,当刻蚀时间过短(5min)时,衬底表面刻蚀出的生长台阶过窄;当刻蚀时间过长(15min)时,衬底表面刻蚀出的生长台阶不够均匀,台阶高低差过大。当刻蚀温度过高(1500℃、1600℃)时,刻蚀出的生长台阶会出现过窄和极度不均匀情况。实验结果表明:采用刻蚀温度1400℃,刻蚀时间10min,刻蚀压强100mbar,流量20+40L/min的刻蚀条件对零度偏角衬底进行原位刻蚀,可以得到较好的表面形貌,刻蚀台阶均匀,适宜于后续生长。对于4°偏角衬底,当刻蚀时间过短(5min)时,刻蚀出的衬底表面出现表面沉积离子没有很好消除的情况;当刻蚀时间过长(15min)时,刻蚀出的衬底表面由于过刻蚀产生沟壑。当刻蚀温度选取1500℃时,刻蚀表面台阶效果最为均匀,表面平整度最好。实验结果表明:采用刻蚀温度1500℃,刻蚀时间10min,刻蚀压强100mbar,流量20+40L/min的刻蚀条件进行4°偏角衬底原位刻蚀,可以得到较好的表面形貌。进一步实验研究通入保护气体对刻蚀结果的影响,研究发现当通入丙烷作为保护气体时,零度偏角衬底刻蚀表面台阶效果较纯氢刻蚀更好,而4°衬底在富碳或富硅条件下进行刻蚀时,台阶效果并没有太大改善,故只需要在纯氢条件下进行刻蚀。通过本文对原位刻蚀工艺的实验研究能明显改善Si C外延层的质量。