[發明專利]一種去除碳化硅等離子體刻蝕形成的刻蝕損傷層的方法

在審

• 申請號: 201510032621.2
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104599952A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 劉勝北;何志;劉斌;劉興昉;楊香;樊中朝;王曉峰;王曉東;趙永梅;楊富華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種去除碳化硅等離子體刻蝕形成的刻蝕損傷層的方法，包括以下步驟：

步驟1、在碳化硅晶體表面生長氮化鋁掩膜層；

步驟2、在氮化鋁掩膜層上刻蝕形成刻蝕碳化硅晶體所需圖形；

步驟3、利用所述氮化鋁掩膜層上的所述圖形對所述碳化硅晶體進行刻蝕，形成溝槽結構；

步驟4、在高溫環境下，通入刻蝕氣體，去除碳化硅晶體上形成的刻蝕損傷層；

步驟5、在室溫環境下，去除所述碳化硅晶體上的氮化鋁掩膜層。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述的碳化硅晶片，可以是4H-SiC、6H-SiC或3C-SiC。

3.如權利要求1所述的方法，其還包括：在步驟1之前、步驟3和步驟4之間采用酸性、堿性或有機液體對碳化硅晶體表面進行清洗。

4.如權利要求1所述的方法，其中，步驟1中所述氮化鋁掩膜層的生長方法包括LPCVD、MOCVD和濺射，其生長厚度范圍是納米至微米級的。

5.如權利要求1所述的方法，其中，步驟1之前還包括在氮化鋁掩膜層表面生長SiO2、SiN或Ni做為等離子刻蝕碳化硅晶體的掩膜層，生長方法包括濺射、PECVD、LPCVD。

6.如權利要求1所述的方法，其中，步驟2中通過在氮化鋁掩膜層上形成光刻膠，并對所述氮化鋁掩膜層進行光刻形成所需圖形；在步驟3中保存光刻膠，用氮化鋁掩膜層與光刻膠共同做掩膜對所述碳化硅晶體進行刻蝕，或者去除光刻膠后直接用氮化鋁掩膜層作為掩膜對所述碳化硅晶體進行刻蝕。

7.如權利要求1所述的方法，其中，步驟4中所述的高溫環境中溫度范圍為500℃--2000℃；

所述的刻蝕氣體為H₂，或H₂的混合氣體；通入刻蝕氣體后，高溫環境的氣壓范圍為1e-6Pa-1e5Pa，刻蝕時間為10秒鐘-10小時。

8.如權利要求1所述的方法，其中，步驟5中，通過降溫使得高溫環境切換至室溫環境，且降溫過程可以是先關閉刻蝕氣體后再降溫；也可以是溫度降低至一定溫度后關閉刻蝕氣體；也可以是關閉刻蝕氣體后通入保護氣體后降溫；還可以是溫度降至一定溫度后關閉刻蝕氣體并通入保護氣體后降溫。

9.如權利要求1所述的方法，其中，步驟5中，通過濕法腐蝕所述碳化硅晶體上的氮化鋁掩膜層，腐蝕液包括KOH液體，或者H3PO4、HAc、HNO3與H2O的混合液。

10.如權利要求1所述的方法，其中，所述氮化鋁掩膜層的厚度為0.5μm，碳化硅晶體的刻蝕深度為2μm。