[發明專利]一種寬禁帶功率器件場板的制造方法

有效

• 申請號: 201310567092.7
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103606515A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 劉新宇;許恒宇;湯益丹;蔣浩杰;趙玉印;申華軍;白云;楊謙
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別是一種在寬禁帶外延襯底上使用刻蝕或腐蝕技術形成帶有傾斜角度的場板的制造方法，可應用于寬禁帶功率半導體器件(如SiC功率器件、GaN功率器件)的場板制造。

背景技術

與硅材料相比較，第三代寬禁帶半導體材料具有更高的禁帶寬度、更高的熱導率和更高的載流子飽和速率，使得其器件能夠更好地應用于高溫、高頻和高功率場合。

電場集中效應是造成寬禁帶半導體功率器件反向擊穿電壓難以達到理想擊穿電壓值的主要原因。由于各種原因，實際功率器件很難獲得理想的p-n結擊穿電壓值，因此很有必要通過其他技術來彌補平面工藝上的缺陷，結終端技術就是一種能有效提高功率器件反向擊穿電壓的技術，可以有效緩和主結邊緣彎曲區域的電場密集，優化表面電場的分布，提高擊穿電壓，場板技術就是其中一種常用的結終端技術。

目前，單層場板技術在功率半導體器件設計中廣泛應用，作為電極邊緣電場的屏蔽層，可適當的優化表面電場分布，提高器件耐壓。但是，由于各種原因(如工藝等)影響，如受場板斜面傾斜度的影響，優化的力度還是遠遠不夠的，所以，出現了多級場板技術。采用多級場板技術可以在抑制電極邊緣電場的同時，使得表面電場分布更加均勻，從而大大提高了耐壓。但是采用多級場板技術的工藝復雜，往往需要多步干法刻蝕形成。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種寬禁帶功率器件場板的制造方法，以滿足寬禁帶功率器件電場分布均勻的需要。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種寬禁帶功率器件場板的制造方法，包括：

步驟1：在功率半導體外延片襯底表面制作介質鈍化層；

步驟2：采用光刻技術在該介質鈍化層表面形成刻蝕窗口；

步驟3：采用刻蝕或腐蝕技術對該介質鈍化層開孔，形成具有特定角度的斜面；

步驟4：在該具有特定角度的斜面上制作場板金屬。

上述方案中，所述步驟1之前還包括：采用標準RCA清洗功率半導體外延片襯底，并用氮氣吹干。

上述方案中，步驟1中所述介質鈍化層是絕緣介質SiO₂或Si₃N₄中的一種或者其混合物，厚度為20nm-60nm。步驟1中所述在功率半導體外延片襯底表面制作介質鈍化層，是采用PECVD的方法270℃生長200nm的SiO₂介質鈍化層。

上述方案中，步驟2中所述采用光刻技術在該介質鈍化層表面形成刻蝕窗口包括：勻9912光刻膠1.3μm，在介質鈍化層表面光刻顯影出介質開孔窗口，打底膜2分鐘。

上述方案中，步驟3中所述采用刻蝕或腐蝕技術對該介質鈍化層開孔，是采用分步的干法技術或單步濕法腐蝕技術。所述介質鈍化層采用的材料是絕緣介質SiO₂，所述單步濕法腐蝕技術采用的腐蝕液為氫氟酸與氟化銨的混合液，所采用的混合液的配比為1／10與1／20之間的比例值。所述濕法腐蝕技術的腐蝕速率介于400A／min到600A／min之間。

上述方案中，步驟3中所述具有特定角度的斜面，此斜面與垂直方向的夾角為30度-60度。

上述方案中，步驟4中所述在該具有特定角度的斜面上制作場板金屬，是在已形成斜面的介質鈍化層上淀積Ti場板金屬，采用腐蝕金屬的方法形成場板金屬。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果：

1、本發明提供的寬禁帶功率器件場板的制造方法，可以在介質鈍化層上制作特定傾斜角度的斜面，且腐蝕阻擋層不變形。

2、本發明提供的寬禁帶功率器件場板的制造方法，工藝簡單，可重復性高。

3、采用本發明提供的場板制造方法，不需要多步干法刻蝕，采用濕法腐蝕的方法，可以防止干法刻蝕過程中對半導體器件表面造成的損傷，且可以形成滿足電場均勻分布要求的具有一定傾斜角度的場板斜面。

附圖說明

圖1是本發明提供的寬禁帶功率器件場板的制造方法流程圖。

圖2是依照本發明實施例的采用不同腐蝕配比形成的介質鈍化層SEM圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

如圖1所示，圖1是本發明提供的寬禁帶功率器件場板的制造方法流程圖，該方法包括：

步驟1：采用標準RCA清洗功率半導體外延片襯底，并用氮氣吹干。