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TW201716647A - 在單晶矽上生長三Ｃ結構碳化矽（３Ｃ－ＳｉＣ）磊晶 - Google Patents

在單晶矽上生長三Ｃ結構碳化矽（３Ｃ－ＳｉＣ）磊晶 Download PDF

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TW201716647A
TW201716647A TW105123538A TW105123538A TW201716647A TW 201716647 A TW201716647 A TW 201716647A TW 105123538 A TW105123538 A TW 105123538A TW 105123538 A TW105123538 A TW 105123538A TW 201716647 A TW201716647 A TW 201716647A
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TW
Taiwan
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single crystal
sic
reactor
source precursor
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Application number
TW105123538A
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Inventor
馬克西姆 麥諾濃夫
葛瑞德 科斯頓
史帝芬 瑞海德
Original Assignee
英國華威克大學
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Publication date
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Priority claimed from GBGB1517167.1A external-priority patent/GB201517167D0/en
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Abstract

本發明揭示一種在單晶矽上生長三C結構碳化矽(3C-SiC)磊晶之方法。該方法包含在冷壁化學氣相沈積反應器(7)中提供單晶矽基板(2)，加熱該基板至等於或大於700℃且等於或小於1200℃之溫度，當該基板處於該溫度時引入氣體混合物(41)至該反應器中，該氣體混合物包含矽源前驅體(16)、碳源前驅體(18)及運載氣體(24)，以使3C-SiC之磊晶層(4；圖1)沈積於該單晶矽上。

Description

在單晶矽上生長三C結構碳化矽(3C-SiC)磊晶
本發明係關於一種在單晶矽(尤其但非排他地為軸上001定向單晶矽)上生長3C-碳化矽磊晶之方法及系統。
碳化矽為寬帶隙合成半導體材料，由於其熱導率、擊穿場及飽和速度之值很高，因此很適合用於高功率及高頻率電子器件。
碳化矽以若干不同的晶形(或「多型」)存在，這取決於矽之雙層與碳堆疊之順序。在此等多型中，3C-碳化矽(3C-SiC)、4H-碳化矽(4H-SiC)及6H-碳化矽(6H-SiC)最常用於電子器件及微機電系統(MEMS)及感測器中，以及用作生長諸如氮化鎵(GaN)之其他材料之低成本平台。
4H-及6H-SiC基板為市售的，且4H-及6H-SiC之高品質同質磊晶層可在此等類型之基板上生長。但是，4H-及6H-SiC基板的生產比矽基板昂貴很多且小很多。
儘管，3C-SiC基板不可獲得，但異質磊晶3C-SiC可在矽上生長。這允許使用更大、更便宜的矽晶圓。然而當前，熱壁化學氣相沈積(CVD)反應器係用於在矽上生長3C-SiC磊晶層。高溫冷壁化學氣相沈積(CVD)反應器據稱已用於在矽上生長3C-SiC磊晶層，但是不明確在該等反應器中在不損害反應器或處於反應器內部之組分之情況下如何實現溫度超過1,300℃。
此外，大部分(即便不是所有)關於3C-SiC/Si異質磊晶的研究往往會在小基板上實施，諸如50mm直徑晶圓或10mm晶粒。這會產生給定異質磊晶製程已獲得成功且適合於生產之誤導性印象，因為橫跨小基板更容易實現均一溫度。因此，小異質結構可能不會揭示關於晶圓之間缺乏均一性、成洞及晶圓彎曲之問題。
例如，R.Anzalone等人：“Heteroepitaxy of 3C-SiC on different on-axis oriented silicon substrates”,Journal of Applied Physics，第105卷，第084910頁(2009)描述在熱壁低壓化學氣相(LPCVD)反應器中，以三氯矽烷(SiHCl3)作為矽供應、以乙烯(C2H4)作為碳供應且以氫氣(H2)作為運載氣體，在1350℃之生長溫度下，在2吋矽晶圓上生長磊晶薄膜。熱壁CVD反應器往往會具有低生產量且需要經常性的昂貴維護。
Wei-Yu Chen等人：「Crystal Quality of 3C-SiC Influenced by the Diffusion Step in the Modified Four-Step Method」,Journal of The Electrochemical Society，第157卷，第H377-H380頁(2010)描述在1420℃之生長溫度下，用矽烷(SiH4)作為矽源、用丙烷(C3H8)作為碳源及用氫氣(H2)作為運載氣體，在平行冷壁式LPCVD系統中在1cm×cm基板上生長磊晶薄膜。雖然使用冷壁反應器，但是也使用複雜的3步或4步沈積製程，其採用接近矽熔點之溫度。然而，不清楚該製程是否可重複，是否可在不損害腔室及腔室內部組件之情況下實現，及是否可用於生產大量的大直徑晶圓。
Y.Gao等人：「Low-temperature chemical-vapor deposition of 3C-SiC films on Si(100)using SiH4-C2H4-HCl-H2」,Journal of Crystal Growth，第191卷，第439至445頁(1998)描述3C-SiC薄膜在矽上之沈積，其中使用HCl抑制純矽成核。然而，該論文略去若干細節，諸如晶圓碎料(wafer offcut)及尺寸，且未提及沈積之後該基板是否遭受變 形或彎曲。此外，該等SiC薄膜看起來非常粗糙。根據該論文中之顯微圖，SiC薄膜之RMS表面粗糙度值似乎為數百奈米。此外，儘管用更高濃度之HCl似乎改進晶體品質，但其降低生長率，且若忽略HCl則SiC薄膜為多晶。
本發明力圖提供一種用於在單晶矽(諸如單晶矽圓、或絕緣體上矽晶圓(silicon-on-insulator wafer)之單晶矽層、或其類似物)上生長3C-SiC磊晶之改良方法及系統。
根據本發明之第一態樣，提供一種在單晶矽上生長3C-SiC磊晶之方法。該方法包含在冷壁化學氣相沈積反應器中提供單晶基板(諸如單晶矽晶圓或絕緣體上矽晶圓)。該方法包含加熱該基板至等於或大於700℃且等於或低於1200℃之溫度，且當該基板處於該溫度時引入氣體混合物至該反應器，以使3C-SiC之磊晶層沈積於該單晶矽上。該氣體混合物包含矽源前驅體、碳源前驅體及運載氣體。
因此，3C-SiC磊晶層可更便宜地生產，不僅因為可使用本身更便宜的矽，也因為可使用大得多的晶圓(例如具有至少100mm之直徑)，這使生產3C-SiC磊晶層甚至更便宜。此外，具有石英腔室及紅外燈熱源的常用於矽加工之類型的市售冷壁減壓或常壓化學氣相沈積反應器(但經適當改良)可用於在單晶矽上生長3C-SiC磊晶。
3C-SiC生長率可為至少1μm/h。生長率可為至少10μm/h。生長率可至多為20μm/h或更高。然而，可使用更低的生長率，例如用於生長3C-SiC之薄層(例如<100nm)。
該方法可包含在晶圓上生長3C-SiC。晶圓可具有至少100mm、至少200mm或至少450mm或更大之直徑。晶圓較佳為單晶晶圓。然而，晶圓亦可為絕緣體矽片(SOI)晶圓或藍寶石矽片(SoS)晶圓或其他相似類型之基板。
碳源前驅體可為有機矽化合物。碳源前驅體可為含甲基矽烷。碳源前驅體較佳為三甲基矽烷(C3H10Si)。
矽源前驅體及碳源前驅體較佳不同，亦即不使用單一前驅體充當矽源及碳源二者。
碳源前驅體可具有至少1sccm或至少10sccm之流動速率。
矽源前驅體可為矽烷或含氯矽烷。矽源前驅體較佳為二氯矽烷(SiH2Cl2)。矽源前驅體可為三氯矽烷。矽源前驅體可包含第一及第二前驅體組分。例如，矽源前驅體可包含氣體混合物，如矽烷或二矽烷及氯化氫(HCl)。
矽源前驅體可具有至少1sccm或至少10sccm之流動速率。
運載氣體較佳為氫氣(H2)。
運載氣體可具有至少1sccm或至少10sccm之流動速率。
碳源前驅體與矽源前驅體之流動速率的比率可小於3且大於0.33。碳源前驅體與矽源前驅體之流動速率的比率可小於2且大於0.5。碳源前驅體與矽源前驅體之流動速率可相同或實質上相同(例如碳源前驅體與矽源前驅體之流動速率的比率小於1.2且大於0.8)。
氣體混合物較佳由矽源前驅體、碳源前驅體及運載氣體、或矽源前驅體、碳源前驅體、運載氣體及摻雜劑源前驅體組成。
氣體混合物較佳排除(即不包括或不由...組成)氯化氫(HCl)氣體。
溫度可為等於或大於900℃[、等於或大於900℃]或等於或大於1000℃。溫度較佳等於或大於1100℃。
沈積期間反應器中的壓力可為等於或大於66.7Pa(0.5托)且等於或小於26.7kPa(200托)或等於或小於80kPa(600托)，亦即次大氣壓化學氣相沈積。沈積期間反應器中的壓力可為等於或大於13.3kPa(100托)且等於或小於13.3kPa(760托)。
單晶矽具有(001)表面定向。單晶矽可具有(110)定向。單晶矽可 具有(111)定向。具有(111)定向(即在(111)Si上生長)之3C-SiC磊晶層可用作氮化鎵(GaN)過度生長之基板。
單晶矽之表面較佳為平坦的，亦即未圖案化。單晶矽可在軸上。單晶矽可為離軸的。
低溫用於磊晶可以幫助促進選擇性磊晶。例如，若矽表面以介電材料(諸如氧化矽或氮化矽)或其他遮罩材料之區域覆蓋以形成遮罩，則3C-SiC可選擇性地在矽上生長而不在遮罩上生長。
根據本發明之第二態樣，提供異質結構，其包含具有上表面之單晶矽區域(諸如單晶基板)及安置於該上表面上之3C-SiC磊晶層。3C-SiC磊晶層可具有至少1nm或10nm或至少500nm之厚度。
對於直徑至少100mm之異質結構而言，實質上不存在晶圓彎曲。3C-SiC磊晶之表面可具有藉由AFM量測的等於或小於20nm且較佳等於或低於10nm之RMS表面粗糙度。
根據本發明之第三態樣，提供包含第二態樣之異質結構的半導體器件(諸如MOSFET或IGBT)。
根據本發明之第四態樣，提供包含第二態樣之異質結構的MEMS器件。
根據本發明之第五態樣，提供用於在單晶矽上生長3C-SiC磊晶之化學氣相沈積系統。該系統包含冷壁反應器殼體、基板支架、矽源前驅體之供應器、碳源前驅體之供應器、運載氣體之供應器、一組質量流量控制器(各質量流量控制器可選擇地與各別供應器流體連通)、用於接納來自質量流量控制器之氣體且向反應器饋入氣體混合物之歧管、加熱基板之加熱器、量測基板溫度之溫度感測器、量測反應器壓力之壓力感測器、可選擇地與反應器流體連通之真空泵、控制系統，該控制系統被組態成當基板設置於反應器中時引起3C-SiC層在等於或大於700℃且等於或小於1,200℃之溫度下在基板之單晶矽表面上磊晶 生長。
化學氣相沈積系統較佳能操作具有至少100mm直徑之晶圓形式之基板。該系統能夠操作具有等於或大於200mm或等於或大於450mm之直徑之晶圓。
1‧‧‧3C-SiC/Si異質結構
2‧‧‧單晶矽基板
3‧‧‧上表面
4‧‧‧3C-SiC單晶層
7‧‧‧反應器
9‧‧‧加熱器
10‧‧‧支架
11‧‧‧裝載鎖
12‧‧‧溫度感測器
13‧‧‧溫度控制器
15‧‧‧矽源前驅體供應器
16‧‧‧矽源前驅體
17‧‧‧碳源前驅體供應器
18‧‧‧碳源前驅體
19‧‧‧n型摻雜劑前驅體供應器
20‧‧‧n型摻雜劑前驅體
21‧‧‧p型摻雜劑前驅體供應器
22‧‧‧n型摻雜劑前驅體
23‧‧‧運載氣體供應器
24‧‧‧運載氣體
25‧‧‧淨化氣體供應器
26‧‧‧淨化氣體
27‧‧‧閥
28‧‧‧閥
29‧‧‧閥
30‧‧‧閥
31‧‧‧閥
32‧‧‧閥
33‧‧‧質量流量控制器
34‧‧‧質量流量控制器
35‧‧‧質量流量控制器
36‧‧‧質量流量控制器
37‧‧‧質量流量控制器
38‧‧‧質量流量控制器
39‧‧‧歧管
40‧‧‧歧管
41‧‧‧氣體混合物
42‧‧‧抽汲系統
43‧‧‧出口
44‧‧‧反應產物混合物
45‧‧‧真空泵
46‧‧‧高傳導管線
47‧‧‧閥
48‧‧‧低傳導管線
49‧‧‧閥
50‧‧‧壓力感測器
51‧‧‧壓力控制器
53‧‧‧主控制器
d‧‧‧直徑
本發明之特定實施例現將以實例且參考附圖加以描述，其中：圖1示出軸上001定向單晶基板上之3C-SiC層；圖2為用於在具有單晶矽表面之基板上生長3C-SiC磊晶的裝置之示意圖；圖3為在單晶矽上生長3C-SiC磊晶的方法的製程流程圖；圖4示出3C-SiC磊晶生長製程之溫度分佈；圖5示出經改良之3C-SiC磊晶生長製程之溫度分佈；圖6示出具有不同碳矽比率之4個3C-SiC/Si異質結構之對稱x射線繞射ω-2θ曲線；和圖7為Si(001)上之結晶3C-SiC層在220平面中之一橫截面的暗視野透射電子顯微鏡(TEM)顯微圖，其顯示在3C-SiC/Si界面處存在堆疊缺陷且沒有空隙。
3C-SiC/Si異質結構1
參考圖1，顯示3C-碳化矽/矽(3C-SiC/Si)異質結構1，其藉由根據本發明之磊晶生長製程生產。
該3C-SiC/Si異質結構1包含具有上表面3之單晶矽基板2及直接安置於矽基板2之上表面3上之3C-SiC單晶層4(本文中亦稱為「磊晶層」或「磊晶層」或簡單地「層」)。然而，不必使用單晶矽基板2。可使用在上表面具有單晶矽之區域或層的基板(未圖示)，如絕緣體矽片。
矽基板2採用軸上(001)定向矽晶圓的形式，其具有100nm之直徑d。然而，直徑d可高達450nm或更大。矽基板2之表面3未經圖案化。換言之，表面3不必被特別組態以促進磊晶。
3C-SiC層4具有厚度tepi，其可為大於或等於1nm、大於或等於10nm、大於或等於100nm或大於或等於500nm。3C-SiC層4可具有厚度tepi，其具有1μm、10μm或甚至100μm之數量級。
化學氣相沈積系統6
參考圖2，顯示根據本發明之用於在矽上磊晶生長結晶3C-SiC層之化學氣相沈積系統6。CVD系統6呈減壓化學氣相沈積(RP-CVD)系統之形式。詳言之，系統6呈ASM Epsilon 2000 RP-CVD系統之形式。為了清晰起見，圖2中省去了各個閥門(如通氣閥)及管線(如旁路管線)。
化學氣相沈積系統6包含冷壁水平式反應器7，其具有水冷石英反應器壁(未圖示)及一組呈紅外燈形式的外部加熱器9。也可使用其他形式之加熱器9，諸如感應線圈。
反應器7容納用於一或多個矽晶圓2之基板支架10，該一或多個矽晶圓2可經由裝載鎖11裝載至反應器中。使用呈高溫計形式之溫度感測器12量測晶圓2之溫度T。使用溫度控制器13控制加熱器9及因此控制溫度T。
化學氣相沈積系統6包括氣體供應系統14，其包含矽源前驅體16之供應器15、碳源前驅體18之供應器17、視情況選用之n型摻雜劑前驅體20之供應器19、視情況選用之p型摻雜劑前驅體22之供應器21、呈氫氣(H2)形式之運載氣體24之供應器23及呈氮氣(N2)形式之淨化氣體26之供應器25、一組各別閥27、28、29、30、31、32及一組各別質量流量控制器33、34、35、36、37、38，其用於以各別指定流動速率(以每分鐘標準公升數或每分鐘標準立方厘米數量測)向與反應器7之 進氣口40耦合的歧管39中供應氣體。
下文將更詳細地解釋，使用氣體供應系統14將氣體混合物41供應至用於3C-SiC磊晶之反應器7，該氣體混合物41包含矽源前驅體16、碳源前驅體18、視情況選用之摻雜劑前驅體20、22及運載氣體24。
化學氣相沈積系統6包括與出口43流體聯通之抽汲系統42，其可用於提取反應產物混合物44。抽汲系統42包含一或多個真空泵45，經由高傳導管線46及可用於將反應器7快速抽汲而降低至基礎壓力之對應閥47與低傳導管線48及可在生長期間使用之對應流動可控閥49的平行配置，該一或多個真空泵45耦接至出口43。使用例如比羅尼計(Pirani gauge)形式之壓力感測器50量測反應器7中之壓力P。使用壓力控制器51控制一或多個泵45、可控制閥門49及因此控制壓力P。
化學氣相沈積系統6包括可呈電腦系統形式之主控制器53，其可用於控制溫度控制器13、質量流量控制器33、34、35、36、37、38及壓力控制器51，例如藉由調整設定值。
矽源前驅體16採用具有化學式SiH2Cl2之二氯矽烷形式(其可稱為「DCS」)，且矽源前驅體18採用具有化學式C3H10Si之三甲基矽烷形式(其可稱為「TMS」)。n型摻雜劑前驅體20可採用胂(AsH3)或磷化氫(PH3)之形式。p型摻雜劑前驅體22可採用二硼烷(B2H6)之形式。
結晶3C-SiC在Si上之低溫( 1,200℃)磊晶生長
使用二氯矽烷16及三甲基矽烷18，化學氣相沈積系統6可用於在等於或低於1,200℃之沈積溫度T EPI 下在空白(即未圖案化)矽基板2(諸如軸上(001)定向矽晶圓)上生長結晶3C-SiC磊晶層，且可實現高於10μm/h之生長率。必要時，可使用更低生長率。
圖3為在軸上(001)定向矽晶圓2上生長3C-SiC磊晶之方法的製程流程圖。
參考圖2、圖3及圖4，清潔軸上(001)定向矽晶圓2且使用氫氟酸(HF)酸浸移除其原生表面氧化物(未圖示)(步驟S1)。在待機溫度T SB 下，經由裝載鎖11在大氣壓下將晶圓2裝載至反應器7中(步驟S2)。待機溫度TSB為900℃。然而，待機溫度T SB 可採用室溫與1,200℃之間的值。
在壓力100托下以10slm之流動速率將運載氣體24(在該情形下為氫氣)引入至反應器7中(步驟S3)。接通且控制加熱器9，從而達到晶圓2之溫度並保持在設定點溫度，在該種情況下為1,190℃(步驟S4)。
當溫度保持在1,190℃且壓力保持在13.3kPa(100托)時，將二氯矽烷16、三甲基矽烷18及氫氣24之混合物41分別以10sccm、10sccm及10,000sccm之流動速率引入至反應器7中(步驟S5)。因此，二氯矽烷16及三甲基矽烷18之分壓分別為13.3Pa、13.3Pa。在此溫度與壓力下，針對此氣體混合物41及氣體流動速率之生長率為約20μm/h。
氣體混合物41繼續流動直至生長3C-SiC之所需厚度(步驟S6)。一旦達到所需厚度，即停止二氯矽烷16與三甲基矽烷18之流動(步驟S7)，但運載氣體24繼續流動(步驟S8)。斷開加熱器9(步驟S9)且冷卻3C-SiC/Si晶圓1(圖1)。這將耗時大約5至10分鐘。一旦晶圓1(圖1)經冷卻，即停止運載氣體20流動且沖洗反應器7(步驟S10)。3C-SiC/Si晶圓1(圖1)隨後自反應器7中取出(步驟S11)。
3C-SiC/Si晶圓1可經處理以形成供電電子器件，諸如SiC MOSFET及/或SiC IGBT(未圖示)，其中使用3C-SiC以形成漂移層、摻雜井區域以及源極區域及漏極區域。
3C-SiC/Si晶圓1可經處理以形成MEMS器件。
參考圖5，該製程可藉由在磊晶之前原位形成薄晶種層(未圖示)加以改良。晶種層(未圖示)包含矽碳層(Si1-xCx，其中x為約0.01)，其具有高達10nm之厚度。
在待機溫度T SB 下，經由裝載鎖11在大氣壓下將晶圓2裝載至反應器7中之後，將晶圓2冷卻至大約600℃。執行使用相同前驅體、相同流動速率及相同壓力之短沈積循環(例如持續幾分鐘)。然而，因為低溫，該製程未產生磊晶。
在不希望受理論束縛的情況下，認為晶種層(未圖示)有助於在磊晶期間防止在矽表面形成空隙。
表徵
在3C-SiC/Si異質結構1中沒有觀察到晶圓彎曲，該3C-SiC/Si異質結構1包含在1,190℃下使用二氯矽烷及三甲基矽烷且使用上文所述方法在100mm直徑(100)定向的軸上單晶矽晶圓上生長的3C-SiC磊晶層。此外，如使用原子力顯微鏡所量測，3C-SiC/Si異質結構1具有(10±1)nm之RMS表面粗糙度。
圖6示出分別具有4：1、3：1、6：4及3：4之碳矽比率之第一、第二、第三及第四3C-SiC/Si異質結構的對稱x射線繞射ω-2θ曲線。
來自Si(001)基板及3C-SiC磊晶層之峰分別在34.5°及45°清晰可見。曲線顯示3C-SiC磊晶層為結晶。
圖7示出使用上文所述方法在1,190℃之溫度下生長的3C-SiC/Si(001)異質結構1的橫截面TEM影像。TEM影像驗證低溫生長之3C-SiC磊晶層之結晶度及品質。
藉由使用不同前驅體作為矽源及碳源，可以調整碳矽比率且抑制矽自基板擴散出且防止空隙形成。
修改
應瞭解可對上文所述之實施例進行許多修改。
矽基板可呈絕緣體矽片(SOI)基板之形式，其包含矽操作層、內埋氧化物層及頂矽層。矽基板不必具有(001)晶體定向，但可具有其他晶體定向，諸如(111)或(110)。
CVD系統不必為RPCVD系統，但可為常壓化學氣相沈積(APCVD)系統。反應器不必為水平式反應器，而是可呈其他形式，諸如放射機筒式或垂直式反應器。
通常用於工業規模矽加工(其可處理具有至少100mm直徑之晶圓)中且被提供合適前驅體之冷壁減壓或常壓化學氣相沈積反應器可用於在單晶矽上生長3C-SiC磊晶。
可使用其他矽源前驅體。例如可使用矽烷，諸如矽烷(SiH4)或含氯矽烷，如三氯矽烷(SiHCl3)。
可使用其他碳源前驅體。例如可使用含甲基矽烷，諸如甲基矽烷(CH6Si)或五亞甲基甲基矽烷(C6H14Si)。
可使用其他運載氣體，如氬氣或氦氣。

Claims (25)

  1. 一種在單晶矽上生長三C結構碳化矽(3C-SiC)磊晶之方法，該方法包含：在冷壁化學氣相沈積反應器(7)中提供單晶矽基板(2)；加熱該基板至等於或大於700℃且等於或低於1200℃之溫度；當該基板處於該溫度時引入氣體混合物(33)至該反應器中，該氣體混合物包含矽源前驅體(16)、碳源前驅體(18)及運載氣體(20)，以在該單晶矽上沈積3C-SiC之磊晶層(4)。
  2. 如請求項1之方法，其中該碳源前驅體(18)包含有機矽化合物。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該碳源前驅體(18)包含含甲基矽烷。
  4. 如請求項3之方法，其中該碳源前驅體(18)包含三甲基矽烷。
  5. 如任一前述請求項之方法，其中該碳源前驅體(18)之流動速率為至少1sccm。
  6. 如任一前述請求項之方法，其中該碳源前驅體(18)之流動速率為至少10sccm。
  7. 如任一前述請求項之方法，其中該矽源前驅體(16)包含矽烷或含氯矽烷。
  8. 如請求項7之方法，其中該矽源前驅體(16)包含二氯矽烷。
  9. 如任一前述請求項之方法，其中該矽源前驅體(16)包含兩種或更多種不同前驅體組分。
  10. 如任一前述請求項之方法，其中該矽源前驅體(16)之流動速率為至少1sccm。
  11. 如任一前述請求項之方法，其中該矽源前驅體(16)之流動速率為至少10sccm。
  12. 如任一前述請求項之方法，其中該碳源前驅體(18)與該矽源前驅 體(16)之流動速率之比率為小於1.2且大於0.8。
  13. 如任一前述請求項之方法，其中該碳源前驅體(18)與該矽源前驅體(16)之流動速率相同。
  14. 如任一前述請求項之方法，其中該溫度T等於或大於1100℃。
  15. 如請求項1至14中任一項之方法，其中在沈積期間該反應器(7)中之壓力等於或大於66.7Pa(0.5托)且等於或小於26.7kPa(200托)。
  16. 如請求項1至14中任一項之方法，其中在沈積期間該反應器(7)中之壓力等於或大於13.3kPa(100托)。
  17. 如任一前述請求項之方法，其中該單晶矽具有(001)表面定向。
  18. 如任一前述請求項之方法，其中該單晶矽基板(2)具有平坦表面(3)。
  19. 如任一前述請求項之方法，其中該單晶矽基板(2)包含單晶矽晶圓。
  20. 如任一前述請求項之方法，其中該氣體混合物排除氯化氫(HCl)氣體。
  21. 一種異質結構，其包含：具有單晶矽表面之基板；及安置於該單晶矽表面上之具有至少500nm厚度之3C-SiC磊晶層。
  22. 一種半導體器件，其包含：如請求項21之異質結構。
  23. 一種用於在具有單晶矽表面之基板上生長3C-SiC磊晶之化學氣相沈積系統，其包含：冷壁反應器(7)，其容納用於支撐該基板之支架(10)；矽源前驅體(16)之供應器(15)； 碳源前驅體(18)之供應器(17)；運載氣體(24)之供應器(23)；一組質量流量控制器(33，34，37)，各質量流量控制器可選擇地與各別供應器流體連通；歧管(39)，其用於接納來自該等質量流量控制器之氣體且向該反應器饋入氣體混合物(41)；加熱器(9)，其用於加熱該基板；溫度感測器(12)，其用於量測該基板之溫度；壓力感測器(50)，其用於量測該反應器中之壓力；真空泵(45)，其可選擇地與該反應器流體連通；控制系統(13，33，34，37，51，53)，其經組態成當該基板被提供於該反應器中時，在該基板處於等於或大於700℃且等於或小於1,200℃之溫度的同時引起3C-SiC層磊晶沈積於該基板之該單晶矽表面上。
  24. 如請求項23之化學氣相沈積系統，其能夠處理呈具有至少100mm直徑之晶圓形式之基板。
  25. 如請求項24之化學氣相沈積系統，其中該直徑為至少200mm或至少450mm。
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