[發明專利]一種減小碳化硅凹槽損傷提高肖特基柵可靠性的方法

有效

• 申請號: 201210424730.5
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102931067A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 陳剛;柏松;李理
• 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: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種減小碳化硅凹槽損傷提高肖特基柵可靠性的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟A：

步驟A1、采用第一種干法刻蝕方法對碳化硅外延層（2）進行表面處理；

步驟A2、在所述碳化硅外延層（2）的表面涂覆第一光刻膠層（3）；

步驟A3、對所述第一光刻膠層（3）進行光刻處理，露出柵凹槽光刻圖形（4）；

步驟A4、以所述第一光刻膠層（3）作為阻擋層，采用第二種干法刻蝕方法刻蝕碳化硅外延層（2）以形成柵凹槽（5）；所述第二種干法刻蝕方法采用三氟化氮作為刻蝕氣體；

步驟A5、去除所述第一光刻膠層（3）；

步驟A6、清洗碳化硅半導體；

步驟A7、對所述碳化硅外延層（2）的表面進行高溫氧化處理以形成犧牲氧化層（6）；

步驟A8、去除所述犧牲氧化層（6）；

步驟A9、在所述碳化硅外延層（2）的表面涂覆第二光刻膠層（7）；

步驟A10、對所述第二光刻膠層（7）進行光刻工藝處理，以露出肖特基柵區域（8）；

步驟A11、處理位于所述肖特基柵區域（8）的碳化硅外延層（2）；

步驟A12、蒸發肖特基金屬，以形成肖特基金屬層（9）；

步驟A13、去除所述第二光刻膠層（7）及位于所述第二光刻膠層上的肖特基金屬層（9），形成肖特基金屬與所述碳化硅外延層接觸的肖特基柵。

2.根據權利要求1所述的一種減小碳化硅凹槽損傷提高肖特基柵可靠性的方法，其特征是：在所述步驟A4中，刻蝕氣體的流量為10sccm～80sccm；反應時腔體的壓力為0.6Pa～1.2Pa；刻蝕時，采用循環水冷卻控制底板溫度；刻蝕時上電極功率為150W～350W，下電極功率為10W～30W；刻蝕速率為10nm/min～50nm/min；光刻膠與碳化硅的刻蝕比為1：0.1～0.5。

3.根據權利要求1或2所述的一種減小碳化硅凹槽損傷提高肖特基柵可靠性的方法，其特征是：在所述步驟A7中，高溫氧化是在氧氣氛圍中，于1000~1200℃下高溫干氧氧化1~3小時，升降溫時間為30～60分鐘，把表面損傷的碳化硅層通過高溫形成可以去除的犧牲氧化層。

4.根據權利要求1或3所述的一種減小碳化硅凹槽損傷提高肖特基柵可靠性的方法，其特征是：在所述步驟A1中，所述第一種干法刻蝕方法的工藝條件為：采用四氟化碳氣體與氧氣的混合氣體；氧氣與四氟化碳氣體的流量比例為1：10～25；反應時腔體壓力為0.6Pa～1.2Pa；刻蝕時底板溫度采用循環水冷卻控制；上電極的功率150W～350W，下電極的功率為10W～30W。

5.根據權利要求1或3所述的一種減小碳化硅凹槽損傷提高肖特基柵可靠性的方法，其特征是：在所述步驟A1中，所述碳化硅外延層（2）為在碳化硅襯底（1）上生長的一層或者多層碳化硅薄膜；在所述步驟A2中，第一光刻膠層（3）為正性光刻膠或負性光刻膠，所述第一光刻膠層（3）的厚度為0.9μm～3μm。

6.根據權利要求1所述的一種減小碳化硅凹槽損傷提高肖特基柵可靠性的方法，其特征是：

在所述步驟A5中，采用濕法和/或干法工藝去除所述第一光刻膠層，其中濕法工藝去光刻膠的過程為：采用丙酮作為處理液，在60~100W的功率下超聲2~5分鐘，進行1~5次；更換溶液，采用乙醇作為處理液，在60~100W的功率下超聲2~5分鐘，進行1~5次；用純水過浴1~3次清洗后，在氮氣加熱的環境下，以1500~4500轉每分鐘的轉速甩干；干法工藝為等離子體刻蝕打膠；

在所述步驟A6中，濕法定制程序的工藝條件和流程為：將碳化硅半導體放在雙氧水：硫酸=1：1～3的酸性混合溶液的環境中，將所述煮沸至雙氧水揮發耗盡；取出碳化硅，待降溫后，采用純水過浴3～9次清洗后，在氮氣加熱的氛圍下，以1500~4500轉每分的轉速甩干；用王水煮沸5～10min；取出碳化硅半導體，采用純水過浴3～9次清洗后，在氮氣加熱的氛圍下，以1500~4500轉每分鐘的轉速甩干。

7.根據權利要求1所述的一種減小碳化硅凹槽損傷提高肖特基柵可靠性的方法，其特征是：在所述步驟A8中，濕法腐蝕酸性溶液采用的是：針對氧化層，配方為HF：H2O=1：1～5，腐蝕溫度為18~30攝氏度，腐蝕時間5～20分鐘。