CN116195029A - 碳化硅涂布的基底基板、其碳化硅基板及其方法 - Google Patents
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Abstract
本公开内容的实施方式一般涉及碳化硅涂布的基底基板、其碳化硅基板、以及形成碳化硅涂布的基底基板的方法。在一些实施方式中，一种方法包括在约800℃至小于1000℃的第一温度将第一含硅前驱物引入处理腔室，以在基底基板上形成第一碳化硅层。该方法包括在约1000℃至约1400℃的第二温度将与第一含硅前驱物相同或不同的第二含硅前驱物引入处理腔室，以在第一碳化硅层上形成第二碳化硅层。
Description
背景
技术领域
本公开内容的实施方式一般涉及碳化硅涂布的基板、其碳化硅基板、以及用于形成碳化硅涂布的基板的方法。
背景技术
传统的碳化硅(SiC)(具有4H或6H结晶度)由称为Lely法的方法制造，该方法通过升华形成单晶SiC。然而，用以形成4H或6H SiC的升华是一个非常缓慢的过程，并且可能成本过于高昂。此外，使用Lely方法形成的4H或6H SiC是具有高电阻率的单晶SiC。用以形成具有不同结晶度的SiC的方法甚至比用于形成4H或6H SiC的方法探索得更加少。
石墨可用作用于沉积SiC的基底基板(base substrate)。石墨提供机械强度，该机械强度在形成SiC部件或SiC基板(它们可用在半导体处理中)时可为有利的。然而，由于石墨的多孔性，SiC可能插入(intercolate)到石墨的孔中(从而在孔中形成SiC“卷须(tendril)”)，这使得SiC难以从石墨移除(以用于SiC基板生产)并且提高了当SiC被从石墨基板移除时形成的SiC基板的表面粗糙度。与石墨紧密结合的SiC一旦被移除亦可能在SiC基板上形成小裂纹，并且此类裂纹可能在整个SiC基板上传播(propogate)。
此外，在SiC沉积到石墨上之后一经冷却，冷却的SiC和石墨就在界面处具有大的应力/应变，因为这两种材料一从高温冷却就以不同的速率收缩。大的应力/应变可能导致SiC基板(一从石墨上移除就发生)的翘曲/弯曲。SiC与石墨之间的晶格常数的差异亦可能加重(accentuate)或掩盖(extenuate)应力/应变。
有对形成SiC基板(诸如多晶SiC基板，诸如晶片)的方法的需求。
发明内容
在至少一个实施方式中，一种方法包括：在约800℃至小于1000℃的第一温度将第一含硅前驱物引入处理腔室，以在基底基板上形成第一碳化硅层。该方法包括：在约1000℃至约1400℃的第二温度将与第一含硅前驱物相同或不同的第二含硅前驱物引入该处理腔室，以在第一碳化硅层上形成第二碳化硅层。
在至少一个实施方式中，一种方法包括：在约1000℃至约1400℃的第一温度将第一含硅前驱物引入处理腔室。该方法包括：将第一温度降低至约800℃至小于1000℃的第二温度，以在基底基板上形成第一碳化硅层。该方法包括：在约1000℃至约1400℃的与第一温度相同或不同的第三温度将与第一含硅前驱物相同或不同的第二含硅前驱物引入该处理腔室，以在第一碳化硅层上形成第二碳化硅层。
在至少一个实施方式中，一种多层堆叠物包括石墨基板和设置在该石墨基板上的第一碳化硅层。该多层堆叠物包括设置在第一碳化硅层上的第二碳化硅层。第一碳化硅层具有约1微米至约200微米的厚度。第二碳化硅层具有约40微米至约1.5毫米的厚度。
附图说明
为了能够详细理解本公开内容的上述特征，可以参考实施方式获得对以上简要概述的本公开内容的更特别的描述，这些实施方式中的一些实施方式在附图中图示。然而，应当注意的是，附图仅图示了示例性实施方式，因此不应被视为是对本公开内容的范围的限制，并且可以允许其他同等有效的实施方式。
图1是根据一个实施方式的方法的处理流程图。
图2是根据一个实施方式的方法的处理流程图。
图3是根据一个实施方式的多层堆叠物的示意性截面图。
为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元素。可预期的是，一个实施方式的元素和特征可以有益地结合到其他实施方式中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
本公开内容的实施方式一般涉及碳化硅涂布的基底基板、其碳化硅基板、以及用于形成碳化硅涂布的基底基板的方法。碳化硅涂布的基底基板(及其方法)可以提供设置在基底基板与多晶碳化硅层之间的缓冲层。该缓冲层可以是例如非晶碳化硅。该缓冲层减小了基底基板与多晶碳化硅层之间的应力/应变失配(与直接设置在基底基板上的多晶碳化硅相比)。减小的应力/应变提供了许多益处，包括(1)减小的多晶碳化硅(一从基底基板移除以形成多晶碳化硅基板就发生)的翘曲或弯曲，以及(2)鉴于减小的翘曲/弯曲，减少的从多晶碳化硅移除过量的碳化硅以获得实质上平坦的多晶碳化硅基板。在可以与其他实施方式结合的一些实施方式中，多晶碳化硅层具有3C结晶度(例如，立方)，这可以提供比例如使用Lely法形成的4H SiC或6H SiC更低的电阻率和更低的成本。
在一些实施方式中，一种方法包括：在约800℃至小于1000℃的第一温度将第一含硅前驱物引入处理腔室，以在基底基板上形成第一碳化硅层。该方法包括：在约1000℃至约1400℃的第二温度将与第一含硅前驱物相同或不同的第二含硅前驱物引入处理腔室，以在第一碳化硅层上形成第二碳化硅层。
在一些实施方式中，一种方法包括：在约1000℃至约1400℃的第一温度将第一含硅前驱物引入处理腔室。该方法包括：将第一温度降低至约800℃至小于1000℃的第二温度，以在基底基板上形成第一碳化硅层。该方法包括：在约1000℃至约1400℃的与第一温度相同或不同的第三温度将与第一含硅前驱物相同或不同的第二含硅前驱物引入处理腔室，以在第一碳化硅层上形成第二碳化硅层。
可适于受益于本公开内容的示例性方面的处理腔室的实例包括可从位于加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials,Inc.)购得的CVD腔室。可以设想，其他处理腔室和/或处理平台，包括来自其他制造商的那些处理腔室和/或处理平台，亦可以适于受益于本公开内容的各方面。
缓冲层与多晶SiC的形成
在一些实施方式中，如图1所示，用于形成多晶碳化硅(SiC)的方法100包括：在约800℃至小于1000℃(诸如约850℃至约950℃，诸如约850℃至约900℃)的第一温度(例如，基板温度)和/或约1毫托至约760托的腔室压力下，将第一含硅前驱物引入(102)处理腔室(化学气相沉积腔室)，以在基底基板上沉积第一SiC层。第一SiC层可具有约40mol％至约100mol％的Si含量，诸如约40mol％至约70mol％的Si含量，或者约70mol％至约100mol％的Si含量。与直接沉积到基底基板(诸如石墨)上的多晶SiC相比，过量的(excess)硅可以为该基底基板提供具有降低的压缩应变(compressive strain)的第一SiC层。
在可以与其他实施方式结合的一些实施方式中，当由ASTM E228-17(用推杆膨胀计对固体材料的线性热膨胀的标准试验方法(Standard Test Method for LinearThermal Expansion of Solid Materials With a Push-Rod Dilatometer))测定时(asdetermined)，第一SiC层具有的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion,CTE)是约3×10E-6/℃至约5×10E-6/℃，诸如约3×10E-6/℃至约4×10E-6/℃，或者约4×10E-6/℃至约5×10E-6/℃。在可以与其他实施方式结合的一些实施方式中，当由ASTM E228-17测定时，基底基板(诸如石墨)具有的热膨胀系数(CTE)为约4×10E-6/℃至约8×10E-6/℃，诸如约4×10E-6/℃至约6×10E-6/℃，或者约6×10E-6/℃至约8×10E-6/℃。
在可以与其他实施方式结合的一些实施方式中，第一SiC层具有当由ASTM E1426-14(用X射线衍射技术测定残余应力测量用X射线弹性常数的标准试验方法(Standard TestMethod for Determining the X-Ray Elastic Constants for Use in the Measurementof Residual Stress Using X-Ray Diffraction Techniques))测定时
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第一碳化硅层可以具有约1微米至小于200微米的厚度，诸如约20微米至约150微米的厚度，诸如约30微米至约100微米的厚度。第一SiC层可为非晶SiC。基底基板可为任何合适的基底基板，诸如石墨基底基板，例如石墨基板。
第一SiC层可以充当缓冲层，该缓冲层阻止SiC卷须形成到石墨中，这促进在随后的移除处理期间从SiC移除石墨，降低所形成的SiC基板的粗糙度，并减少当石墨被移除时SiC基板的翘曲或弯曲。减少的翘曲或弯曲提供了减少的在从基底基板移除沉积的SiC之后需要从SiC基板移除(例如，灰化)的材料(例如，SiC基板的翘曲部分)。
第一含硅前驱物可为氯硅烷，诸如甲基三氯硅烷(CH3SiCl3)、二甲基二氯硅烷(Si(CH3)2Cl2)、三甲基氯硅烷(trimethylsilylchloride；(CH3)3SiCl)或其组合。或者，硅烷(SiH4)、三氯硅烷(HSiCl3)、二氯硅烷(H2SiCl2)、四氯化硅(SiCl4)或其组合可与烃组合用作第一含硅前驱物。烃可为丙烷、丁烷、戊烷、乙炔或其组合。在可以与其他实施方式组合的一些实施方式中，将硅烷和烃的混合物引入处理腔室。额外地或替代地，将烃直接引入处理腔室(不与硅烷一起作为混合物)。在可以与其他实施方式组合的一些实施方式中，在改变(减小或增大)硅烷与烃之比的同时也改变温度，这提供了所沉积的SiC的Si:C摩尔比和CTE调整(CTE tuning)的额外灵活性。
氢气(H2)或氮气(N2)亦可以与第一含硅前驱物实质上同时被引入处理腔室。例如，可以将第一含硅前驱物和氢气的混合物引入处理腔室。含硅前驱物和氢气的混合物可以通过以下方式获得：将氢气引入容纳有含硅前驱物的罐，例如通过将氢气鼓泡经过该罐中的含硅前驱物并将该混合物传到该处理腔室中。额外地或替代地，将氢气直接引入处理腔室中(不是与含硅前驱物一起作为混合物)。
进入处理腔室中的含硅前驱物(或含有含硅前驱物和/或烃和/或氢气的混合物)的流量可为约2标准公升/分钟(slpm)至约200slpm，诸如约40slpm至约180slpm，诸如约60slpm至约160slpm，或者约2slpm至约45slpm。可以使用任何合适的流量计(诸如斯亚乐仪器仪表数字MFC(Sierra Instruments Digital MFC)的那些流量计)来控制流量。
本公开内容的方法可包括：在第一SiC层的沉积期间，将第一温度改变(例如，升高或降低)至第二温度，使得该第一层形成为梯度缓冲层。在分级的温度(gradedtemperature)(800℃-1200℃)下沉积缓冲层减少了由基底基板(例如，石墨)的热膨胀系数引起的与随后沉积的多晶碳化硅的材料失配。例如，当基底基板在多晶碳化硅沉积之后最终被冷却或经历进一步热处理时，在逐渐升高的温度下沉积的缓冲层收缩更少(与在没有梯度温度沉积的情况下进行的沉积相比)。提高第一SiC层沉积期间的温度提供了如下的第一SiC层：该第一SiC层具有靠近基底基板的“富硅”面和暴露的“富碳”面(其中在沉积第二SiC层之后，该富碳面将靠近第二SiC层)。相比之下，降低第一SiC层沉积期间的温度提供了如下的第一SiC层：该第一SiC层具有靠近基底基板的“富碳”面和暴露的“富硅”面(其中在沉积第二SiC层之后，该富碳面将靠近第二SiC层)。
例如，在一些实施方式中，富硅面的Si含量可为约50mol％至约100mol％，诸如约50mol％至约75mol％，或者约75mol％至约100mol％(当在富硅面的0微米至1微米的深度处测定时)，并且富碳面的碳含量可为约50mol％至约100mol％，诸如约50mol％至约75mol％，或者约75mol％至约100mol％(当在富碳面的0微米至1微米的深度处测定时)。
已经发现，在低于1000℃的温度下的沉积促进了富硅SiC形成，而在高于1125℃的温度下的沉积促进了富碳SiC形成。令人关注的是，甚至当将单一前驱物用作用于形成第一SiC层的硅和碳源时，亦可形成第一SiC层的富硅面和富碳面。
作为对在沉积第一SiC层期间升高温度的补充或替代，可以在第一温度沉积第一SiC层，之后在退火温度对第一SiC层进行退火。对第一SiC层进行退火的步骤可以在约1000℃或更高的温度执行，诸如在约1000℃至约1300℃的温度执行，诸如在约1050℃至约1200℃的温度执行。
第一SiC层可为非晶SiC，并且增加的热量(在沉积期间或通过在沉积后退火而达到第二温度)可以增大第一SiC层的密度。在一些实施方式中，当由ASTM C 559测定时，(在升高的温度所沉积的)第一SiC层具有约2.3g/cm3至约3.21g/cm3的密度。致密的第一SiC层可以提供薄SiC层，而没有实质的卷须形成到多孔基底基板(诸如石墨)中，从而改善了对沉积的SiC从基底基板上的移除并且在沉积的SiC从基底基板上移除后沉积的SiC的表面粗糙度降低。在可以与其他实施方式结合的一些实施方式中，沉积的SiC具有约0.5微米至约3微米的表面粗糙度。
方法100进一步包括：在约1000℃至约1400℃，诸如约1125℃至约1300℃的温度(例如，在将第一温度升高至第二温度之后的第三温度)，将第二含硅前驱物(与第一含硅前驱物相同或不同)引入(104)处理腔室，以在第一SiC层上沉积第二SiC层。第二SiC层可为多晶SiC。
第二SiC层的Si:C摩尔比为约0.8至约1.2，诸如约0.8至约1，诸如约0.85至约0.95。第二SiC层可以具有约40微米至约20毫米的厚度，诸如约100微米至约1.5毫米的厚度，诸如约200微米至约400微米的厚度。应当注意的是，预期其他厚度也是能被接受的。
此外，由于第一SiC层的特性(例如，密度)，第一SiC层可以作为用于第二SiC层的多晶生长和控制所形成的多晶SiC的晶粒大小(grain size)的种晶层。在一些实施方式中，第二SiC层是如下的多晶SiC：当通过显微镜测定时，该多晶SiC的平均晶粒大小为约1微米至约100微米。在一些实施方式中，当由ASTM E228-17(用推杆膨胀计对固体材料的线性热膨胀的标准试验方法)测定时，第二SiC层的热膨胀系数(CTE)为约1×10E-6/℃至约4×10E-6/℃，诸如约2×10E-6/℃至约3×10E-6/℃，或者约3×10E-6/℃至约4×10E-6/℃。在一些实施方式中，第二SiC层具有当由ASTM ASTM E1426-14测定时约
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第二含硅前驱物可为氯硅烷，诸如甲基三氯硅烷(CH3SiCl3)、二甲基二氯硅烷(Si(CH3)2Cl2)、三甲基氯硅烷(trimethylsilylchloride；(CH3)3SiCl)或其组合。或者，硅烷(SiH4)、三氯硅烷(HSiCl3)、二氯硅烷(H2SiCl2)、四氯化硅(SiCl4)或其组合可与烃组合用作第二含硅前驱物。烃可为丙烷、丁烷、戊烷、乙炔或其组合。在一些实施方式中，将硅烷和烃的混合物引入处理腔室。额外地或替代地，将烃直接引入处理腔室(不与硅烷一起作为混合物)。
亦可以将氢气(H2)与第二含硅前驱物实质上同时引入处理腔室。例如，可以将第二含硅前驱物和氢气的混合物引入处理腔室。含硅前驱物和氢气的混合物可以通过以下方式获得：将氢气引入容纳有含硅前驱物的罐，例如通过将氢气鼓泡经过该罐中的含硅前驱物并将该混合物传到该处理腔室中。额外地或替代地，将氢气直接引入处理腔室中(不与含硅前驱物一起作为混合物)。
进入处理腔室的第二含硅前驱物(或含有第二含硅前驱物和/或烃和/或氢气的混合物)的流量可为约2slpm至约200slpm、约25slpm至约200slpm，诸如约40slpm至约180slpm，诸如约60slpm至约160slpm，或者约25slpm至约45slpm。可以使用任何合适的流量计(诸如斯亚乐仪器仪表数字MFC的那些流量计)来控制流量。
图2是方法200的处理流程图。方法200包括：在约1000℃至约1400℃的第一温度将第一含硅前驱物引入(202)处理腔室。方法200包括：将第一温度降低(204)至约800℃至小于1000℃(诸如约850℃至约950℃，诸如约850℃至约900℃)的第二温度，以在基底基板上形成第一碳化硅层。方法200包括：在约1000℃至约1400℃的与第一温度相同或不同的第三温度将与第一含硅前驱物相同或不同的第二含硅前驱物引入(206)处理腔室，以在第一碳化硅层上形成第二碳化硅层。
图3是多层堆叠物300的示意性截面图。多层堆叠物300包括基底基板302和设置在该基底基板上的第一碳化硅层304。该多层堆叠物包括设置在第一碳化硅层304上的第二碳化硅层306。第一碳化硅层304可以具有约1微米至小于约200微米的厚度。第二碳化硅层306可以具有约40微米至约1.5毫米的厚度。
本公开内容的方法可进一步包括：从基底基板移除沉积的SiC(例如，第二SiC层和第一SiC层)。可以使用任何合适的方法(诸如剥离、锯切(saw cutting)、O2灰化或其组合)来进行移除。例如，O2灰化可包括分解样品的有机部分的等离子体或热O2灰化。例如，石墨可以与氧反应以分解，而SiC实质上(如果不是完全地)不反应。可以在约600℃至约1000℃的温度进行O2灰化。
因为本公开内容的这些处理为基底基板上沉积的SiC(例如，第二SiC层和第一SiC层)提供了SiC与基底基板之间减小的应力/应变，所以对沉积的SiC的退火仅仅是可选的。然而，在一些实施方式中，可以对沉积的SiC进行退火。例如，可以在CVD沉积之后进行退火处理，这能够释放SiC层上的热应力。对沉积的SiC的退火可以在从基底基板移除沉积的SiC之前或之后进行。对沉积的SiC的退火可以在约1000℃或更高的温度进行，诸如在约1000℃至约1300℃的温度进行，诸如在约1050℃至约1200℃的温度进行。在一些实施方式中，当由ASTM C 559测定时，(沉积的SiC的)第二SiC层(在退火后)的密度为约2.3g/cm3至约3.21g/cm3。
在移除沉积的SiC之后，可以例如通过O2灰化、锯切或类似处理从第二SiC层移除第一SiC层。因为第一SiC层可以是薄的，所以从第二SiC层移除的SiC的量比使用传统SiC沉积技术移除的要少得多，例如由于减少了“卷须”形成的缘故。O2灰化可包括：将第一SiC层(在从石墨基底基板移除之后)暴露于氧等离子体。氧等离子体可以在远程等离子体源中形成，或者在处理腔室中原位形成。
本公开内容的处理亦提供了以下的多晶SiC基板(保留有或不保留第一SiC层)：与传统的沉积态(as-deposited)SiC基板相比，具有减少的翘曲或弯曲。在一些实施方式中，当由ASTM F534(硅弯曲的标准试验方法(Standard Test Method for Bow of Silicon))测定时，本公开内容的多晶SiC基板具有约50微米至约1毫米的翘曲度和/或弯曲度(沉积态和从基底基板移除的)。
本公开内容的多晶SiC基板具有比单晶SiC基板更低的电阻率。在一些实施方式中，当由ASTM F1529-97用具有双配置程序的直列四点探针评估薄片电阻均匀性的标准试验方法(Standard Test Method for Sheet Resistance Uniformity Evaluation by In-Line Four-Point Probe with the Dual-Configuration Procedure)测定时，多晶SiC基板具有约0.005ohm-cm至约50ohm-cm的电阻率。
石墨基底基板
石墨基底基板可以由任何合适的石墨元件制备，诸如通过将石墨切割成所需的大小和形状。
在一些实施方式中，石墨基底基板具有至少99％的纯度。
石墨基底基板可以具有小孔，小孔诸如具有约0.4μm至约5μm的平均孔尺寸(孔直径)。石墨基底基板可以具有约10μm或更小的表面孔直径。石墨基底基板可以具有约6％至约15％的孔隙度，诸如约6％至约13％的孔隙度，诸如约9％至约11.5％的孔隙度。
石墨可以有细粒型(grain type)、超细粒型(super fine grain type)和/或超级细粒型(ultra fine grain type)。这样的石墨粒型表明石墨具有特别细的晶粒大小。在一些实施方式中，石墨具有约0.05mm或更小的平均晶粒大小，诸如约0.04mm或更小的平均晶粒大小，诸如约0.03mm或更小的平均晶粒大小，诸如约0.015mm或更小的平均晶粒大小。
石墨基底基板可以具有约1.5g/cm3或更高的密度，诸如1.7g/cm3或更高的密度，诸如1.75g/cm3或更高的密度。
可以利用扫描电子显微镜(SEM)测量来测定晶粒大小、孔尺寸/孔直径、和孔隙度。孔隙度可以通过计算石墨基底基板的每单位重量的孔数量(cm3/g)和体密度(bulkdensity)(g/cm3)的乘积来获得。因此，孔隙度可以体积计表达为[体积/体积]。
通过将石墨样品的质量除以该样品的体积，可以获得(体)密度。
碳化硅涂布的基底基板
本公开内容进一步提供了碳化硅涂布的基底基板。碳化硅涂布的基底基板可以使用本公开内容的方法形成。例如，在SiC沉积之后不从基底基板移除沉积的SiC(例如，第二SiC层和第一SiC层)的实施方式中，可以生产碳化硅涂布的基底基板。
在一些实施方式中，基底基板是处理腔室的任何合适的部件。例如，基底基板可为晶片载体、基座、升降杆或预热环。
额外方面
本公开内容尤其提供了以下方面，这些方面中的每一个方面可以被认为可选地包括任何替代方面。
条款1.一种方法，包括以下步骤：
在约800℃至小于1000℃的第一温度将第一含硅前驱物引入处理腔室，以在基底基板上形成第一碳化硅层；以及
在约1000℃至约1400℃的第二温度将与第一含硅前驱物相同或不同的第二含硅前驱物引入该处理腔室，以在第一碳化硅层上形成第二碳化硅层。
条款2.如条款1所述的方法，其中该第一碳化硅层是非晶的，并且该第二碳化硅层是多晶的。
条款3.如条款1或2所述的方法，其中该第二碳化硅层具有3C结晶度。
条款4.如条款1至3中任一项所述的方法，其中该基底基板是石墨。
条款5.如条款1至4中任一项所述的方法，其中该第一温度为约850℃至约950℃。
条款6.如条款1至5中任一项所述的方法，其中该第二温度为约1125℃至约1300℃。
条款7.如条款1至6中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：在形成该第一碳化硅层的同时将该第一温度升高至第三温度。
条款8.如条款1至7中任一项所述的方法，其中该第三温度为约1125℃至约1200℃。
条款9.如条款1至8中任一项所述的方法，其中该第一碳化硅层具有：
第一面，该第一面靠近该基底基板，该第一面具有的Si含量为约50mol％至约100mol％，诸如约50mol％至约75mol％，或者约75mol％至约100mol％(当在该第一面的0微米至1微米的深度处测定时)，以及
第二面，该第二面靠近该第二碳化硅层，该第二面具有的碳含量为约50mol％至约100mol％，诸如约50mol％至约75mol％，或者约75mol％至约100mol％(当在该第二面的0微米至1微米的深度处测定时)。
条款10.如条款1至9中任一项所述的方法，其中该第一碳化硅层具有约75mol％至约100mol％的Si含量。
条款11.如条款1至10中任一项所述的方法，其中当由ASTM C 559测定时，该第一碳化硅层具有约2.3g/cm3至约3.21g/cm3的密度。
条款12.如条款1至11中任一项所述的方法，其中：
当由ASTM E228-17测定时，该第一碳化硅层具有的热膨胀系数为约3×10E-6/℃至约5×10E-6/℃；并且
当由ASTM E228-17测定时，该基底基板具有的热膨胀系数为约4×10E-6/℃至约8×10E-6/℃。
条款13.如条款1至12中任一项所述的方法，其中当由ASTM E228-17测定时，该第二碳化硅层具有的热膨胀系数(CTE)为约1×10E-6/℃至约4×10E-6/℃。
条款14.如条款1至13中任一项所述的方法，其中：
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条款15.如条款1至14中任一项所述的方法，其中该第二碳化硅层具有当由ASTME1426-14测定时约
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条款16.如条款1至15中任一项所述的方法，其中：
该第一碳化硅层具有约1微米至小于约200微米的厚度；并且
该第二碳化硅层具有约40微米至约1.5毫米的厚度。
条款17.如条款1至16中任一项所述的方法，其中该第一含硅前驱物是二甲基二氯硅烷。
条款18.如条款1至17中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：将氢气与该第一含硅前驱物实质上同时引入该处理腔室。
条款19.如条款1至18中任一项所述的方法，其中：
该第一含硅前驱物是SiH4；并且
该方法进一步包括以下步骤：将烃与该第一含硅前驱物实质上同时引入该处理腔室。
条款20.如条款1至19中任一项所述的方法，其中该烃是丙烷。
条款21.如条款1至20中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：从该基底基板移除该第一碳化硅层和该第二碳化硅层以形成碳化硅基板，其中该碳化硅基板具有当由ASTM F534测定时约50微米至约1毫米的翘曲度或弯曲度。
条款22.如条款1至21中任一项所述的方法，其中该基底基板选自由以下项组成的群组：晶片载体、基座、升降杆及其组合。
条款23.一种方法，包括以下步骤：
在约1000℃至约1400℃的第一温度将第一含硅前驱物引入处理腔室；
将该第一温度降低至约800℃至<1000℃的第二温度，以在基底基板上形成第一碳化硅层；以及
在约1000℃至约1400℃的与该第一温度相同或不同的第三温度将与该第一含硅前驱物相同或不同的第二含硅前驱物引入该处理腔室，以在该第一碳化硅层上形成第二碳化硅层。
条款24.如条款23所述的方法，其中该基底基板是石墨。
条款25.如条款23或24所述的方法，其中该第二温度为约850℃至约950℃。
条款26.如条款23至25中任一项所述的方法，其中该第一温度为约1125℃至约1300℃。
条款27.如条款23至26中任一项所述的方法，其中该第一碳化硅层具有：
第一面，该第一面靠近该基底基板，该第一面具有的Si含量为约50mol％至约100mol％，诸如约50mol％至约75mol％，或者约75mol％至约100mol％(当在该第一面的0微米至1微米的深度处测定时)，以及
第二面，该第二面靠近该第二碳化硅层，该第二面具有的碳含量为约50mol％至约100mol％，诸如约50mol％至约75mol％，或者约75mol％至约100mol％(当在该第二面的0微米至1微米的深度处测定时)。
条款28.如条款23至27中任一项所述的方法，其中该基底基板选自由以下项组成的群组：晶片载体、基座、升降杆及其组合。
条款29.一种多层堆叠物，包括：
基底基板；
第一碳化硅层，该第一碳化硅层设置在该基底基板上；以及
第二碳化硅层，该第二碳化硅层设置在该第一碳化硅层上，其中：
该第一碳化硅层具有约1微米至小于约200微米的厚度，并且
该第二碳化硅层具有约40微米至约1.5毫米的厚度。
条款30.如条款29所述的多层堆叠物，其中：
当由ASTM E228-17测定时，该第一碳化硅层具有的热膨胀系数为约3×10E-6/℃至约5×10E-6/℃；并且
当由ASTM E228-17测定时，该基底基板具有的热膨胀系数为约4×10E-6/℃至约8×10E-6/℃。
条款31.如条款29或30所述的多层堆叠物，其中当由ASTM E228-17测定时，该第二碳化硅层具有的热膨胀系数(CTE)为约1×10E-6/℃至约4×10E-6/℃。
条款32.如条款29至31中任一项所述的多层堆叠物，其中：
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条款33.如条款29至32中任一项所述的多层堆叠物，其中该第二碳化硅层具有当由ASTM E1426-14测定时约
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条款34.如条款29至33中任一项所述的多层堆叠物，其中该第一碳化硅层是非晶的，并且该第二碳化硅层是多晶的。
条款35.如条款29至34中任一项所述的多层堆叠物，其中该第一碳化硅层具有：
第一面，该第一面靠近该基底基板，该第一面具有的Si含量为约50mol％至约100mol％，诸如约50mol％至约75mol％，或者约75mol％至约100mol％(当在该第一面的0微米至1微米的深度处测定时)，以及
第二面，该第二面靠近该第二碳化硅层，该第二面具有的碳含量为约50mol％至约100mol％，诸如约50mol％至约75mol％，或者约75mol％至约100mol％(当在该第二面的0微米至1微米的深度处测定时)。
条款36.如条款29至35中任一项所述的方法，其中该第一碳化硅层是非晶的，并且该第二碳化硅层是多晶的。
条款37.如条款29至36中任一项所述的方法，其中该基底基板是石墨。
条款38.如条款29至37中任一项所述的方法，其中该第一碳化硅层具有：
第一面，该第一面靠近该基底基板，该第一面具有的Si含量为约50mol％至约100mol％，诸如约50mol％至约75mol％，或者约75mol％至约100mol％(当在该第一面的0微米至1微米的深度处测定时)，以及
第二面，该第二面靠近该第二碳化硅层，该第二面具有的碳含量为约50mol％至约100mol％，诸如约50mol％至约75mol％，或者约75mol％至约100mol％(当在该第二面的0微米至1微米的深度处测定时)。
条款39.如条款29至38中任一项所述的方法，其中该第一碳化硅层具有约40mol％至约100mol％的Si含量，诸如约40mol％至约70mol％的Si含量，或者约70mol％至约100mol％的Si含量。
条款40.如条款29至39中任一项所述的方法，其中当由ASTM C559测定时，该第一碳化硅层具有约2.3g/cm3至约3.21g/cm3的密度。
总体而言，本公开内容提供了用于形成多晶碳化硅涂布的基底基板的方法。碳化硅基底基板(及其方法)可以提供设置在基底基板与多晶碳化硅层之间的缓冲层。该缓冲层可以是例如非晶碳化硅。该缓冲层减小了基底基板与多晶碳化硅层之间的应力/应变失配(与直接设置在基底基板上的多晶碳化硅相比)。减小的应力/应变提供了许多益处，包括(1)减小的多晶碳化硅(一从基底基板移除以形成多晶碳化硅基板就发生)的翘曲或弯曲，以及(2)鉴于减小的翘曲或弯曲，减少的从多晶碳化硅移除过量的碳化硅以获得实质上平坦的多晶碳化硅基板。
尽管前面是针对本公开内容的实施方式，但是在不脱离本公开内容的基本范畴的情况下，可以设计本公开内容的其他及进一步的实施方式。
Claims (20)
1.一种方法，包括以下步骤：
在约800℃至小于1000℃的第一温度将第一含硅前驱物引入处理腔室，以在基底基板上形成第一碳化硅层；以及
在约1000℃至约1400℃的第二温度将与所述第一含硅前驱物相同或不同的第二含硅前驱物引入所述处理腔室，以在所述第一碳化硅层上形成第二碳化硅层。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一碳化硅层是非晶的，并且所述第二碳化硅层是多晶的。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述基底基板是石墨。
4.如权利要求1所述的方法，其中：
所述第一温度为约850℃至约950℃，并且
所述第二温度为约1125℃至约1300℃。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：在将所述第一含硅前驱物引入所述处理腔室的同时将所述第一温度升高至第三温度。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述第三温度为约1125℃至约1200℃。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述第一碳化硅层具有：
第一面，所述第一面靠近所述基底基板，所述第一面具有的Si含量为约50mol％至约100mol％(当在所述第一面的0微米至1微米的深度处测定时)，以及
第二面，所述第二面靠近所述第二碳化硅层，所述第二面具有的碳含量为约50mol％至约100mol％(当在所述第二面的0微米至1微米的深度处测定时)。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一碳化硅层具有约50mol％至约100mol％的碳含量。
9.如权利要求1所述的方法，其中当由ASTM C 559测定时，所述第一碳化硅层具有约2.3g/cm3至约3.21g/cm3的密度。
10.如权利要求1所述的方法，其中：
当由ASTM E228-17测定时，所述第一碳化硅层具有的热膨胀系数为约3×10E-6/℃至约5×10E-6/℃；并且
当由ASTM E228-17测定时，所述基底基板具有的热膨胀系数为约4×10E-6/℃至约8×10E-6/℃。
11.如权利要求10所述的方法，其中当由ASTM E228-17测定时，所述第二碳化硅层具有的热膨胀系数(CTE)为约1×10E-6/℃至约4×10E-6/℃。
12.如权利要求1所述的方法，其中：
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14.如权利要求1所述的方法，其中：
所述第一碳化硅层具有约1微米至小于约200微米的厚度；并且
所述第二碳化硅层具有约40微米至约1.5毫米的厚度。
15.一种方法，包括以下步骤：
在约1000℃至约1400℃的第一温度将第一含硅前驱物引入处理腔室；
将所述第一温度降低至约800℃至小于1000℃的第二温度，以在基底基板上形成第一碳化硅层；以及
在约1000℃至约1400℃的与所述第一温度相同或不同的第三温度将与所述第一含硅前驱物相同或不同的第二含硅前驱物引入所述处理腔室，以在所述第一碳化硅层上形成第二碳化硅层。
16.如权利要求19所述的方法，其中所述基底基板是石墨。
17.如权利要求15所述的方法，其中：
所述第一含硅前驱物是二甲基二氯硅烷，并且
所述方法进一步包括以下步骤：将氢气与所述第一含硅前驱物实质上同时引入所述处理腔室。
18.如权利要求15所述的方法，其中：
所述第一含硅前驱物是SiH4；并且
所述方法进一步包括以下步骤：将烃与所述第一含硅前驱物实质上同时引入所述处理腔室。
19.如权利要求15所述的方法，进一步包括以下步骤：从所述基底基板移除所述第一碳化硅层和所述第二碳化硅层以形成碳化硅基板，其中所述碳化硅基板具有当由ASTM F534测定时约50微米至约1毫米的翘曲度或弯曲度。
20.一种多层堆叠物，包括：
石墨基底基板；
第一碳化硅层，所述第一碳化硅层设置在所述基底基板上；以及
第二碳化硅层，所述第二碳化硅层设置在所述第一碳化硅层上，其中：
所述第一碳化硅层具有约1微米至小于约200微米的厚度，并且
所述第二碳化硅层具有约40微米至约1.5毫米的厚度。
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