[發明專利]一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法

有效

• 申請號: 201210355925.9
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102915911A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 陳剛;李理;劉海琪;柏松
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L21/04
• 分類號: H01L21/04
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水;周曉梅

1.一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

一、在碳化硅外延層上采用化學氣相淀積方法形成一層介質膜；

二、在介質膜上涂覆光刻膠，通過光刻工藝形成臺面的圖形轉移；

三、光刻膠作為阻擋層，采用第一種條件干法刻蝕介質膜；

四、過刻蝕介質膜到碳化硅表面的同時去除光刻膠；

五、用介質層作為阻擋層，采用第二種條件干法刻蝕碳化硅形成臺面；

六、進行部分工藝后，濕法腐蝕去除碳化硅表面所有介質。

2.根據權利要求1所述的一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法，其特征是工藝步驟一中的碳化硅外延層為碳化硅襯底上生長了一層或者多層碳化硅薄膜的外延層。

3.根據權利要求1所述的一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法，其特征是工藝步驟一中的一層介質膜為二氧化硅或者氮氧化硅，采用化學氣相淀積方法為感應耦合等離子體增強化學氣相淀積方法或者等離子體增強化學氣相淀積方法；一層介質膜的厚度為2um～4um。

4.根據權利要求1所述的一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法，其特征是所述的工藝步驟二，在整個碳化硅外延層表面上淀積的一層介質膜上，涂覆一層HMDS粘附劑，采用蒸汽噴涂法涂覆，然后，再涂覆一層光刻膠，光刻膠為正性光刻膠或者負性光刻膠，光刻膠厚度在0.9um～8um。

5.根據權利要求1所述的一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法，其特征是所述的工藝步驟二，光刻工藝包括前烘、涂膠、曝光、顯影、堅膜工藝，采用的方法為手動式光刻或步進式光刻。

6.根據權利要求1所述的一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法，其特征是所述的工藝步驟三,采用第一種條件干法刻蝕介質膜的工藝包括：

1）采用了三氟甲烷CHF₃氣體；

2）氣體流量為10sccm～20sccm；

3）反應時腔體壓力為0.5Pa～1Pa；

4）干法刻蝕時底板溫度為室溫；

5）干法刻蝕時上電極功率不加，下電極功率為200W～300W；

6）刻蝕采用光刻膠阻擋的二氧化硅或氮氧化硅介質膜的速率在20nm～50nm/min；

7）刻蝕光刻膠與介質膜的刻蝕比在1：0.5～1：3。

7.根據權利要求1所述的一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法，其特征是所述的工藝步驟四，過刻蝕介質膜自動停止于碳化硅表面，同時光刻膠也采用干法去除干凈。

8.根據權利要求1所述的一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法，其特征是所述的工藝步驟五，第二種條件干法刻蝕碳化硅的工藝包括：

1)采用了六氟化硫SF₆氣體與氧氣O₂的混合氣體或者六氟化硫SF₆氣體、氧氣O₂和氬氣Ar的混合氣體；

2)六氟化硫SF₆氣體與氧氣O₂的流量比例為1：1～1：3；六氟化硫SF₆氣體、氧氣O₂和氬氣Ar的流量比例為1：1：2～7：8：5；

3)反應時腔體壓力為0.3Pa～1Pa；

4)干法刻蝕時底板溫度為室溫到80℃；

5)干法刻蝕時上電極功率300W～800W，下電極功率為3W～30W；

6)刻蝕采用二氧化硅或氮氧化硅阻擋層刻蝕碳化硅的速率在20nm～300nm/min；

7)刻蝕介質膜3與碳化硅外延層2的刻蝕比在1：0.5～1：5。

9.根據權利要求1所述的一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法，其特征是所述的工藝步驟三、四、五采用的干法刻蝕方法為感應耦合等離子體刻蝕。

10.根據權利要求1所述的一種改善碳化硅臺面底部的刻蝕方法，其特征是所述的工藝步驟六進行部分工藝后，濕法腐蝕去除碳化硅表面所有介質,其濕法腐蝕酸性溶液采用的是：針對介質膜，配方為HF：H₂O=1：1～1：10，腐蝕溫度室溫；或者采用標準外購緩沖氫氟酸，采用40℃～80℃水浴條件下進行腐蝕。