CN103484933A - 外延化学气相淀积设备的清洗方法 - Google Patents

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贾仁需
汪钰成
宋庆文
张艺蒙
张玉明
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Abstract

本发明涉及一种外延化学气相淀积设备的清洗方法，所述方法包括：步骤1，向碳化硅SiC外延化学气相淀积CVD设备的反应腔内通入清洁气体；步骤2，将反应室的压力控制到10-200mbar，将所述反应室的温度上升至1500-1600℃，将清洁气体通入反应室。因此，本发明的外延化学气相淀积设备的清洗方法，可以实现自动，快速的清洁CVD反应腔内的残余物。

Description

外延化学气相淀积设备的清洗方法
技术领域
本发明涉及一种外延化学气相淀积设备的清洗方法，尤其涉及一种用于碳化硅（SiC）外延化学气相淀积（Chemical Vapor Deposition，CVD）设备的清洗方法。
背景技术
目前，SiC外延CVD工艺是最常见的用于SiC同质外延。
但在外延生长的同时，反应室的内部和基座表面也会形成残余的沉积物。目前，业内常用的反应室清洁工艺通常为手工清洁，停止外延CVD工艺，将反应室温度降低到室温，压力升高到常压；打开反应腔，将反应腔移出，用刷子将反应室内部和基座上的残余物刷下，并清理干净。
但上述方法存在以下缺点：
1）上述方法必须停止外延生长，进行降温升压工艺，且清理完毕还需要进行升温降压工艺，需要耗费大量的时间和能源。
2）上述清洁工作由手工完成，增加了操作人员的工作强度，且每次清洁程度不一致，可能会存在残余物未清理干净的情况存在，最终影响下一次外延生长；
3）整个反应室由石墨和石英管构成，均为昂贵易碎材料，手工清洁方法容易造成反应室的损坏。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种外延化学气相淀积设备的清洗方法，可以实现自动，快速的清洁CVD反应腔内的残余物。
为实现上述目的，本发明提供了一种外延化学气相淀积设备的清洗方法，所述方法包括：
步骤1，向碳化硅SiC外延化学气相淀积CVD设备的反应腔内通入清洁气体；
步骤2，将反应室的压力控制到10-200mbar，将所述反应室的温度上升至1500-1600℃，将清洁气体通入反应室。
所述步骤1之前还包括：步骤10，将具有外延薄膜的衬底从所述反应腔内移出。
所述步骤2之后还包括：步骤20，将所述反应室的内壁的温度上升至1500-1600℃，用所述清洁气体清洁所述反应室的内壁。
所述步骤2之后还包括：步骤21，将所述反应室内的压力控制至10-200mbar，用所述清洁气体清洁所述反应室的内壁。
所述清洁气体为氢气与仅含碳氢两种元素的气体的一种或者两种的组合。
因此，本发明的外延化学气相淀积设备的清洗方法，可以实现自动，快速的清洁CVD反应腔内的残余物。
附图说明
图1为本发明外延化学气相淀积设备的清洗方法实施例1的流程图；
图2为本发明外延化学气相淀积设备的清洗方法实施例2的流程图；
图3为本发明外延化学气相淀积设备的清洗方法的示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明外延化学气相淀积设备的清洗方法实施例1的流程图，如图所示，本实施例包括如下步骤：
步骤101，向SiC外延CVD设备的反应腔内通入清洁气体；
步骤102，将反应室的压力控制到10-200mbar，将反应室的温度上升至1500-1600℃，将清洁气体通入反应室。
因此，本发明的外延化学气相淀积设备的清洗方法，可以实现自动，快速的清洁CVD反应腔内的残余物。
图2为本发明外延化学气相淀积设备的清洗方法实施例2的流程图，如图所示，本实施例包括如下步骤：
步骤201，在SiC外延后，将具有外延薄膜的衬底从反应腔内移出；
SiC外延CVD工艺通常是在一个具有较高温度的反应腔中进行。反应腔中的基座上放有SiC衬底，然后通入氢气，硅烷和丙烷，在具有较高温度的衬底表面进行反应，形成SiC同质外延。
但在外延生长的同时，反应室的内部和基座表面也会形成残余的沉积物。这些沉积物在会在反应室中引入杂质，并可能在外延生长中剥落下来，最终落在衬底上，形成缺陷，最终影响半导体器件的电学特性。因此，在经过一段时间的外延生长，必须对反应室进行清洁，将反应腔内的残余沉积物清除掉。
步骤202，向SiC外延CVD设备的反应腔内通入清洁气体；
清洁气体为氢气与仅含碳氢两种元素的气体的一种或者两种的组合。
步骤203，将反应室的压力控制到10-200mbar，将所述反应室的温度上升至1500-1600℃，将清洁气体通入反应室。
将反应室的内壁的温度上升至1500-1600℃，用清洁气体清洁所述反应室的内壁。将所述反应室内的压力控制至10-200mbar，用清洁气体清洁所述反应室的内壁。
另外，图3为本发明外延化学气相淀积设备的清洗方法的示意图，如图所示，在反应室4的外侧缠绕有感应线圈1，而感应线圈1是利用射频匹配器2进行匹配的，而电能的提供是利用射频电源3来提供的。
在工作时，利用射频电源为感应线圈加热，通过射频加热，将反应室的内壁温度上升到1500-1600℃，然后在上述温度下通入清洁气体，与反应室残余沉积物发生反应，完成自动清除。因为清洁气体为氢气与仅含碳氢两种元素的气体的一种或者两种的组合，所以与SiC外延CVD工艺气体类似，不会引人新的元素污染，且不会对反应室内壁造成损伤。
由于在清洁过程中，压力控制在10-200mbar，低压下会使清除速率加快，减少射频电源的工作时间，从而节省SiC外延CVD设备反应腔清洁工程中的时间和消耗的电能。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种外延化学气相淀积设备的清洗方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，向碳化硅SiC外延化学气相淀积CVD设备的反应腔内通入清洁气体；
步骤2，将反应室的压力控制到10-200mbar，将所述反应室的温度上升至1500-1600℃，将清洁气体通入反应室。
2.根据权利要求1所述的外延化学气相淀积设备的清洗方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括：步骤10，将具有外延薄膜的衬底从所述反应腔内移出。
3.根据权利要求1所述的外延化学气相淀积设备的清洗方法，其特征在于，所述步骤2之后还包括：步骤20，将所述反应室的内壁的温度上升至1500-1600℃，用所述清洁气体清洁所述反应室的内壁。
4.根据权利要求1所述的外延化学气相淀积设备的清洗方法，其特征在于，所述步骤2之后还包括：步骤21，将所述反应室内的压力控制至10-200mbar，用所述清洁气体清洁所述反应室的内壁。
5.根据权利要求1-4任一所述的外延化学气相淀积设备的清洗方法，其特征在于，所述清洁气体为氢气与仅含碳氢两种元素的气体的一种或者两种的组合。
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