[發明專利]一種利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法

在審

• 申請號: 201710480815.8
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107275196A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 程新紅;王謙;李靜杰;鄭理;沈玲燕;張棟梁;顧子悅;錢茹;俞躍輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 唐棉棉

1.一種利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于，所述方法至少包括：

1)提供SiC外延片，在所述SiC外延片表面生長氧化物掩膜層；

2)在所述SiC外延片待刻蝕區域的所述氧化物掩膜層表面形成光刻膠層；

3)在所述氧化物掩膜層和所述光刻膠層表面形成金屬掩膜層；

4)去除所述光刻膠層以及所述光刻膠層表面的金屬掩膜層，形成刻蝕窗口；

5)通過所述刻蝕窗口刻蝕所述氧化物掩膜層和SiC外延片至所需深度；

6)去除剩余的所述金屬掩膜層和所述氧化物掩膜層，獲得SiC柵槽結構。

2.根據權利要求1所述的利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于：所述步驟1)中，在所述SiC外延片表面生長氧化物掩膜層之前，還包括對所述SiC外延片進行清洗的步驟。

3.根據權利要求1所述的利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于：所述步驟1)中，通過原子層沉積技術在所述SiC外延片表面生長10～50nm的氧化物掩膜層。

4.根據權利要求1所述的利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于：所述氧化物掩膜層為Al₂O₃，HfO₂或者La₂O₃。

5.根據權利要求1所述的利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于：所述步驟2)的具體過程為：首先在所述氧化物掩膜層整個表面涂覆光刻膠材料，然后依次進行曝光、顯影和堅膜步驟，將所述待刻蝕區域之外的光刻膠材料去除。

6.根據權利要求1所述的利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于：所述步驟3)中，通過電子束蒸發工藝在所述氧化物掩膜層和所述光刻膠層表面形成金屬掩膜層。

7.根據權利要求1所述的利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于：所述金屬掩膜層材料為Ni、Cu或者Al。

8.根據權利要求1所述的利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于：所述金屬掩膜層的厚度范圍為80～150nm。

9.根據權利要求1所述的利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于：所述步驟4)中，通過金屬剝離工藝去除所述光刻膠層以及所述光刻膠層表面的金屬掩膜層，形成刻蝕窗口。

10.根據權利要求1所述的利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于：所述步驟5)中，采用感應耦合等離子體刻蝕工藝刻蝕所述氧化物掩膜層和SiC外延片至所需深度，采用的刻蝕氣體為SF₆與O₂的混合氣體，流量比(3～5):1，刻蝕氣體總流量為15～20sccm，刻蝕的壓強為1.5～2.5mtorr，溫度為25～60℃，源功率為600～750W，射頻功率為100～150W。

11.根據權利要求1所述的利用金屬/氧化物雙層掩膜結構刻蝕SiC的方法，其特征在于：所述步驟6)中，先采用磷酸、硝酸和乙酸的混合水溶液去除所述金屬掩膜層，再通過緩沖氫氟酸去除所述氧化物掩膜層。