[發明專利]一種碳化硅U型槽的制備方法

在審

• 申請號: 201810961566.9
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN110858540A
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 陳喜明;李誠瞻;戴小平;吳煜東
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;H01L21/033;H01L21/3065;H01L21/311
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

1.一種碳化硅U型槽的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)在SiC材料表面淀積氮化硅層；

(2)在所述氮化硅層表面涂覆光刻膠，通過第一光刻顯影在所述氮化硅層表面形成留有待刻蝕區域窗口的第一光刻膠層；

(3)以第一光刻膠層為掩膜，刻蝕去除所述待刻蝕區域窗口與所述SiC材料之間的氮化硅層，待刻蝕完成后去除所述第一光刻膠層；

(4)以經步驟(3)刻蝕后的氮化硅層為掩膜，將與待刻蝕區域窗口對應的SiC部分氧化，形成二氧化硅層；

(5)腐蝕去除所述經步驟(3)刻蝕的氮化硅層；

(6)腐蝕去除所述二氧化硅層，得到具有緩變溝槽底結構的SiC材料；

(7)在步驟(6)得到的SiC材料表面涂覆光刻膠，通過第二光刻顯影在所述緩變溝槽底結構以外的SiC材料的上表面形成第二光刻膠層；

(8)以所述第二光刻膠層為掩膜，干法刻蝕SiC材料以將緩變溝槽底結構轉移到U型溝槽底，得到側壁陡直、底部平緩、光滑的U型槽結構。

2.如權利要求1所述的碳化硅U型槽的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述氧化的條件為：氧化溫度為1000℃～1400℃。

3.如權利要求1所述的碳化硅U型槽的制備方法，其特征在于，在所述步驟(1)前，還包括清洗SiC材料的步驟。

4.如權利要求3所述的碳化硅U型槽的制備方法，其特征在于，所述清洗SiC材料的步驟包括：

先在120℃下用3號液清洗10分鐘，按體積比，所述3號液中濃硫酸∶雙氧水＝8∶1；然后在60℃下用1號液清洗10分鐘，按體積比，所述1號液中氨水∶雙氧水∶去離子水＝1∶1∶5；接著在80℃下用2號液清洗10分鐘，按體積比，所述2號液中鹽酸∶雙氧水∶去離子水＝1∶1∶6；再采用BHF溶液腐蝕15秒，按體積比，所述BHF溶液中氫氟酸∶去離子水＝20∶1，最后用去離子水沖洗后甩干。

5.如權利要求1所述的碳化硅U型槽的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述淀積氮化硅層采用等離子體增強化學氣相淀積方法PECVD、電感耦合等離子體化學氣相淀積方法ICP-CVD、高密度等離子體化學氣相淀積方法HDPCVD、低壓化學氣相淀積方法LPCVD中的任一種方法。

6.如權利要求1～5中任意一項所述的碳化硅U型槽的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述刻蝕采用干法刻蝕法，且所述干法刻蝕法包括：采用CF3和CF4工藝氣體干法刻蝕氮化硅層。

7.如權利要求1～5中任意一項所述的碳化硅U型槽的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中，所述腐蝕為濕法腐蝕，采用的腐蝕劑為熱磷酸或氫氟酸。

8.如權利要求1～5中任意一項所述的碳化硅U型槽的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中，所述腐蝕為濕法腐蝕，采用的腐蝕劑為BOE溶液。

9.如權利要求1～5中任意一項所述的碳化硅U型槽的制備方法，其特征在于，所述步驟(8)中，所述干法刻蝕SiC材料包括：采用SF₆、O₂干法刻蝕SiC。

10.如權利要求1～5中任意一項所述的碳化硅U型槽的制備方法，其特征在于，所述步驟(8)還包括去除所述第二光刻膠層的步驟。