[發明專利]碳化硅器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202010328130.3
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN113555277A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 楊濤;夏長奉;蘇巍;周國平
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/18
• 分類號: H01L21/18;H01L29/16
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 姚姝婭

本發明涉及一種碳化硅器件及其制備方法。該方法包括提供具有第一厚度的碳化硅，在所述碳化硅的表面形成氧化層，并在所述氧化層的表面進行氫注入，被注入的氫穿過所述氧化層，進入所述碳化硅；提供氮化鋁；進行所述碳化硅與所述氮化鋁的鍵合，其中，具有氫注入的所述碳化硅的表面朝向所述氮化鋁；進行退火和分離工藝，獲得襯底和具有第二厚度的碳化硅，其中，所述襯底和所述具有第二厚度的碳化硅的分離位置為氫注入深度的位置；在所述襯底的正面形成碳化硅外延層；在所述碳化硅外延層上形成碳化硅器件。通過該方法得到碳化硅器件的制備過程中僅使用了部分單晶碳化硅，降低了碳化硅器件的襯底成本，進而降低了碳化硅器件的生產成本。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種碳化硅器件的制備方法及一種碳化硅器件。

背景技術

對于第三代功率半導體器件中的碳化硅器件來說，碳化硅器件工藝制程中使用的是價格比較高的碳化硅襯底，碳化硅的熔點高、硬度大，碳化硅襯底的加工難度大、加工周期長，并且碳化硅襯底的晶格缺陷比較多，進而使得碳化硅器件的生產成本比較高。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種新的碳化硅器件的制備方法及碳化硅器件。

一種碳化硅器件的制備方法,所述方法包括：

步驟10：提供具有第一厚度的碳化硅；

步驟11：在所述碳化硅的表面形成氧化層，并在所述氧化層的表面進行氫注入，被注入的所述氫穿過所述氧化層，進入所述碳化硅；

步驟12：提供氮化鋁；

步驟13：進行所述碳化硅與所述氮化鋁的鍵合，其中，具有氫注入的所述碳化硅的表面朝向所述氮化鋁；

步驟14：進行退火和分離工藝，獲得襯底和具有第二厚度的碳化硅，其中，所述襯底和所述具有第二厚度的碳化硅的分離位置為氫注入深度的位置；

步驟15：在所述襯底的正面形成碳化硅外延層；

步驟16：在所述碳化硅外延層上形成碳化硅器件。

在其中一個實施例中，在所述步驟13之前，還包括以下步驟121：對所述碳化硅與所述氮化鋁上待鍵合的表面進行清洗和活化。

在其中一個實施例中，所述步驟121具體包括：

分別使用SC-1液體對所述碳化硅與所述氮化鋁上待鍵合的表面進行濕法清洗；

分別對所述碳化硅與所述氮化鋁上待鍵合的表面進行等離子體清洗；

分別使用真空紫外光照射所述碳化硅與所述氮化鋁上待鍵合的表面。

在其中一個實施例中，所述步驟13具體包括：

將具有氫注入的所述碳化硅的表面與所述氮化鋁放置在一起后，在溫度為80攝氏度、壓力為6000牛頓的真空環境下靜置15分鐘，完成鍵合。

在其中一個實施例中，所述步驟14具體包括：

在氮氣環境中進行退火溫度大于等于500攝氏度且小于等于1000攝氏度的退火工藝。

在其中一個實施例中，所述方法還包括，若所述第二厚度大于等于100微米，則分離后的碳化硅繼續用作步驟10中的碳化硅。

在其中一個實施例中，所述方法還包括：

在所述襯底的背面通過涂抹光刻膠、顯影并刻蝕去除部分氮化鋁和氧化層，直至露出碳化硅，形成襯底引出開口；

形成背面金屬層，所述背面金屬層至少完全覆蓋所述襯底引出開口的側壁和底壁。