本发明涉及碳化硅外延，具体涉及一种厚膜碳化硅外延的制备方法。
背景技术：
1、碳化硅外延晶片，是指在原有碳化硅衬底上生长了一层有一定要求的、与衬底晶相同的单晶薄膜即外延层的碳化硅片。外延生长主要使用化学气相沉积设备或者分子束外延设备。
2、如cn107075728a公开了一种碳化硅的外延生长方法，将烃气体和硅原料气体以c/si比成为0.5以上且1.5以下的范围的方式向碳化硅单晶基板上供给，采用热cvd法在1500℃以上且低于1800℃的温度下使其反应，从而在碳化硅单晶基板上形成碳化硅薄膜。
3、但由于碳化硅器件是直接在外延层制造，外延质量的好坏直接影响了器件的性能和良率，随着器件需求耐压性能的不断提高，对应的外延层厚度就越厚，控制难度也就越高。一般电压在600v左右时，所需要的外延层厚度约在6μm左右；电压在1200-1700v之间时，所需要的外延层厚度就达到10-15μm。如果电压达到一万伏以上时，可能就需要100μm以上的外延层厚度。而随着外延层厚度的不断增加，对厚度和浓度均匀性以及缺陷密度的控制就变得愈发困难。
4、但为了提高击穿电压，厚的外延层、好的表面形貌和较低的掺杂浓度是必需的。一些高压双极性器件，需外延膜的厚度超过50μm，掺杂浓度小于5×1015cm-3。对于高反压大功率器件，需要要在4h-sic衬底上外延一层很厚的、低掺杂浓度的外延层。为了制作10kw的大功率器件，外延层厚度要达到100μm以上。
5、然而现有厚膜工艺是在薄膜工艺基础上增加生长时间等方式进行，然而此类方式生长过程中反应腔室内存在严重的n的记忆效应，导致厚膜n型sic的外延生长时n元素的实际纵向掺杂浓度分布不均匀，呈现逐步变高的趋势，而测量载流子浓度的mcv只能测试距表面1.5μm的深度处的浓度，而底部的浓度偏低，造成器件的正向电压偏高。
6、综上可知，现有的厚膜工艺仍存在厚膜n型sic的外延生长时n元素的实际纵向掺杂浓度分布不均匀，导致器件正向电压偏高的缺陷。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种厚膜碳化硅外延的制备方法，以解决现有厚膜工艺仍存在厚膜n型sic的外延生长时n元素的实际纵向掺杂浓度分布不均匀，导致器件正向电压偏高的缺陷。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
3、本发明提供了一种厚膜碳化硅外延的制备方法，所述制备方法包括：对碳化硅衬底依次进行高温刻蚀、缓冲层生长、外延层生长和漂移层生长，得到厚膜碳化硅外延；
4、其中，所述外延层生长包括依次的进行的第一掺氮生长、第一无掺生长、第二掺氮生长、第二无掺生长、第三掺氮生长、第三无掺生长、第四掺氮生长、第四无掺生长、第五掺氮生长、第五无掺生长、第六掺氮生长和第六无掺生长；所述第一掺氮生长的时间＞第二掺氮生长的时间＞第三掺氮生长的时间＞第四掺氮生长的时间＞第五掺氮生长的时间＞第六掺氮生长的时间；
5、所述厚膜碳化硅外延中外延层的厚度为100-200μm。
6、本发明提供的制备方法，通过采用特定设计的外延层生长过程，采用交替生长的方式，显著提升了外延生长时n元素生长方向浓度分布的均匀性，从而避免了器件正向电压偏高的问题。
7、作为本发明优选的技术方案，所述厚膜碳化硅外延包括碳化硅衬底和依次设置于碳化硅衬底上的缓冲层、外延层和漂移层；
8、优选地，所述外延层的厚度＞漂移层的厚度＞缓冲层的厚度。
9、优选地，所述外延层中氮原子的含量为1×1015-4×1015个/cm3。
10、作为本发明优选的技术方案，所述碳化硅衬底包括偏向<11-20>方向4°的碳化硅衬底。
11、作为本发明优选的技术方案，所述缓冲层的厚度为0.5-2μm。
12、优选地，所述缓冲层中氮原子的含量为1×1017-2×1018个/cm3。
13、作为本发明优选的技术方案，所述漂移层的厚度为3-5μm。
14、优选地，所述漂移层中氮原子的含量为1×1015-4×1015个/cm3。
15、作为本发明优选的技术方案，所述高温刻蚀中载气的流量为100-800slm。
16、优选地，所述高温刻蚀的温度为1620-1680℃。
17、优选地，所述高温刻蚀的压力为50-100mbar。
18、优选地，所述高温刻蚀的时间为5-20min。
19、作为本发明优选的技术方案，所述缓冲层生长中硅源气体的流量为50-100sccm。
20、优选地，所述缓冲层生长中碳源气体的流量为30-80sccm。
21、优选地，所述缓冲层生长中氮掺杂剂的流量为20-30sccm。
22、优选地，所述缓冲层生长中的温度为1620-1680℃。
23、优选地，所述缓冲层生长中的压力为50-100mbar。
24、作为本发明优选的技术方案，所述第一掺氮生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
25、优选地，所述第一掺氮生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
26、优选地，所述第一掺氮生长中氮掺杂剂的流量为20-30sccm。
27、优选地，所述第一掺氮生长的温度为1620-1680℃。
28、优选地，所述第一掺氮生长的压力为50-100mbar。
29、优选地，所述第一掺氮生长的时间为8-10s。
30、优选地，所述第一无掺生长为生长过程中不进行掺杂。
31、优选地，所述第一无掺生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
32、优选地，所述第一无掺生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
33、优选地，所述第一无掺生长的温度为1620-1680℃。
34、优选地，所述第一无掺生长的压力为50-100mbar。
35、优选地，所述第一无掺生长的时间为3-5s。
36、优选地，所述第二掺氮生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
37、优选地，所述第二掺氮生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
38、优选地，所述第二掺氮生长中氮掺杂剂的流量为20-30sccm。
39、优选地，所述第二掺氮生长的温度为1620-1680℃。
40、优选地，所述第二掺氮生长的压力为50-100mbar。
41、优选地，所述第二掺氮生长的时间为7-9s。
42、优选地，所述第二无掺生长为生长过程中不进行掺杂。
43、优选地，所述第二无掺生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
44、优选地，所述第二无掺生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
45、优选地，所述第二无掺生长的温度为1620-1680℃。
46、优选地，所述第二无掺生长的压力为50-100mbar。
47、优选地，所述第二无掺生长的时间为3-5s。
48、优选地，所述第三掺氮生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
49、优选地，所述第三掺氮生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
50、优选地，所述第三掺氮生长中氮掺杂剂的流量为20-30sccm。
51、优选地，所述第三掺氮生长的温度为1620-1680℃。
52、优选地，所述第三掺氮生长的压力为50-100mbar。
53、优选地，所述第三掺氮生长的时间为6-8s。
54、优选地，所述第三无掺生长为生长过程中不进行掺杂。
55、优选地，所述第三无掺生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
56、优选地，所述第三无掺生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
57、优选地，所述第三无掺生长的温度为1620-1680℃。
58、优选地，所述第三无掺生长的压力为50-100mbar。
59、优选地，所述第三无掺生长的时间为3-5s。
60、作为本发明优选的技术方案，所述第四掺氮生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
61、优选地，所述第四掺氮生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
62、优选地，所述第四掺氮生长中氮掺杂剂的流量为20-30sccm。
63、优选地，所述第四掺氮生长的温度为1620-1680℃。
64、优选地，所述第四掺氮生长的压力为50-100mbar。
65、优选地，所述第四掺氮生长的时间为5-7s。
66、优选地，所述第四无掺生长为生长过程中不进行掺杂。
67、优选地，所述第四无掺生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
68、优选地，所述第四无掺生长中碳源气体的流量为400-600sccm。优选地，所述第四无掺生长的温度为1620-1680℃。
69、优选地，所述第四无掺生长的压力为50-100mbar。
70、优选地，所述第四无掺生长的时间为3-5s。
71、优选地，所述第五掺氮生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
72、优选地，所述第五掺氮生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
73、优选地，所述第五掺氮生长中氮掺杂剂的流量为20-30sccm。优选地，所述第五掺氮生长的温度为1620-1680℃。
74、优选地，所述第五掺氮生长的压力为50-100mbar。
75、优选地，所述第五掺氮生长的时间为4-6s。
76、优选地，所述第五无掺生长为生长过程中不进行掺杂。
77、优选地，所述第五无掺生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
78、优选地，所述第五无掺生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
79、优选地，所述第五无掺生长的温度为1620-1680℃。
80、优选地，所述第五无掺生长的压力为50-100mbar。
81、优选地，所述第五无掺生长的时间为3-5s。
82、优选地，所述第六掺氮生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
83、优选地，所述第六掺氮生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
84、优选地，所述第六掺氮生长中氮掺杂剂的流量为20-30sccm。优选地，所述第六掺氮生长的温度为1620-1680℃。
85、优选地，所述第六掺氮生长的压力为50-100mbar。
86、优选地，所述第六掺氮生长的时间为3-5s。
87、优选地，所述第六无掺生长为生长过程中不进行掺杂。
88、优选地，所述第六无掺生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
89、优选地，所述第六无掺生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
90、优选地，所述第六无掺生长的温度为1620-1680℃。
91、优选地，所述第六无掺生长的压力为50-100mbar。
92、优选地，所述第六无掺生长的时间为3-5s。
93、优选地，所述外延层生长进行20-100次。
94、作为本发明优选的技术方案，所述漂移层生长中硅源气体的流量为300-600sccm。
95、优选地，所述漂移层生长中碳源气体的流量为400-600sccm。
96、优选地，所述漂移层生长中氮掺杂剂的流量为20-30sccm。
97、优选地，所述漂移层生长的温度为1620-1680℃。
98、优选地，所述漂移层生长的压力为50-100mbar。
99、与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：
100、本发明提供的制备过程，通过设定特定外延层生长方式，实现了厚膜碳化硅外延的制备，所得厚膜碳化硅外延中外延层内氮元素沿生长方向的分布均匀性明显提升，有利于避免器件的正向电压偏高的缺陷。
1.一种厚膜碳化硅外延的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：对碳化硅衬底依次进行高温刻蚀、缓冲层生长、外延层生长和漂移层生长，得到厚膜碳化硅外延；
2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述厚膜碳化硅外延包括碳化硅衬底和依次设置于碳化硅衬底上的缓冲层、外延层和漂移层；
3.如权利要求1或2所述制备方法，其特征在于，所述碳化硅衬底包括偏向<11-20>方向4°的碳化硅衬底。
4.如权利要求1-3任一项所述制备方法，其特征在于，所述缓冲层的厚度为0.5-2μm；
5.如权利要求1-4任一项所述制备方法，其特征在于，所述漂移层的厚度为3-5μm；
6.如权利要求1-5任一项所述制备方法，其特征在于，所述高温刻蚀中载气的流量为100-800slm；
7.如权利要求1-6任一项所述制备方法，其特征在于，所述缓冲层生长中硅源气体的流量为50-100sccm；
8.如权利要求1-7任一项所述制备方法，其特征在于，所述第一掺氮生长中硅源气体的流量为300-600sccm；
9.如权利要求1-8任一项所述制备方法，其特征在于，所述第四掺氮生长中硅源气体的流量为300-600sccm；
10.如权利要求1-9任一项所述制备方法，其特征在于，所述漂移层生长中硅源气体的流量为300-600sccm；
