[发明专利]控制SiC基体刻蚀的台阶形貌的方法

说明书

技术领域

本发明属于SiC半导体器件的制作，特别涉及一种控制SiC基体刻蚀的台 阶形貌的方法。

背景技术

半导体的刻蚀既是半导体表面加工的一种方法，又是半导体器件制备工艺 中制作图形的一种关键手段。

在SiC基体的刻蚀中，由于其化学性质十分稳定，是已知最硬的物质之一、 耐高温、耐磨，是一种较难刻蚀的材料。目前还未发现有哪种酸或碱能够在室 温下对其起刻蚀作用，因此在SiC基体的加工工艺中常用干法刻蚀。SiC基体的 干法刻蚀工艺一般为：清洗SiC基体、淀积掩蔽层、光刻、刻蚀掩蔽层、干法 刻蚀SiC基体，从而在SiC基体上形成一台阶形貌。采用该方法刻蚀的SiC基 体的台阶形貌的坡度较陡直，所谓坡度即由刻蚀所形成的侧面与刻蚀窗口所在 平面之间的夹角。而在SiC器件的加工中，根据不同的需求，有时要求SiC基 体刻蚀的台阶形貌的坡度平缓，比如坡度小于45°，甚至为10°左右。

为了控制SiC基体刻蚀的台阶形貌，目前常用的方法是控制SiC基体与掩 蔽层的刻蚀比，即控制需刻蚀的SiC基体与掩蔽层的厚度比。但是采用上述方 法后，刻蚀的台阶形貌的坡度依然较陡直，且能够调整的坡度范围较窄，在45 °～90°之间进行调节，对于台阶形貌的坡度较平缓的情况，基本无法实现。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种能够灵活控制SiC基体刻蚀的台阶 形貌的方法，突破靠单一控制SiC基体与掩蔽层的刻蚀比来控制台阶形貌，且 该方法能够在较宽的范围内调整台阶形貌的坡度，该方法是对传统刻蚀工艺的 补充和改造。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案中包括清洗SiC基体、淀积掩蔽 层、光刻、刻蚀掩蔽层、干法刻蚀SiC基体，关键的改进是：所述掩蔽层的化学 成分为SiO₂；坡度陡直的台阶形貌，采用干法刻蚀所述掩蔽层；坡度平缓的台阶 形貌，采用湿法腐蚀所述掩蔽层；在所述湿法腐蚀过程中，首先用等离子体技 术刻蚀光刻胶，然后通过控制掩蔽层和光刻胶界面间的钻蚀程度得到坡度平缓 的台阶形貌。

同时还控制需刻蚀的SiC基片与掩蔽层的刻蚀比：

台阶形貌陡直：刻蚀比大于5，

台阶形貌平缓：刻蚀比小于3，大于0。

台阶形貌陡直时，控制需刻蚀的SiC基片与掩蔽层的刻蚀比大于10。

淀积的掩蔽层为SiO₂或者Si₃N₄，掩蔽层可用湿法腐蚀或者干法刻蚀。当采 用干法刻蚀时，易形成坡度陡直的台阶形貌；当采用湿法腐蚀，由于腐蚀的各 向同性，在掩蔽层上易形成坡度平缓的台阶形貌，坡度一般小于45°。因此通过 湿法腐蚀或干法刻蚀可灵活控制掩蔽层的台阶形貌，进而将掩蔽层的台阶形貌 复制到SiC基体上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明改变了以往通过单一控 制SiC基体与掩蔽层的刻蚀比控制台阶形貌的方法，该方法可有效、灵活地控 制SiC基体刻蚀的台阶形貌，其坡度在5°～90°之间进行调整。

附图说明

图1～图5是本发明形成SiC基体的台阶形貌的结构示意图。

其中，1、需刻蚀的SiC基体；2、无需刻蚀的SiC基体；3、掩蔽层；4、 光刻胶；A、台阶形貌陡直的示意图；B、台阶形貌平缓的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

1)清洗SiC基体

用体积比为5∶1的质量浓度为98％的H₂SO₄与质量浓度为35％的H₂O₂混合溶液、 王水对SiC基体先后进行清洗，去除表面粘附的有机物和金属杂质。再在体积 比为1∶5的质量浓度为47％的HF与H₂O的混合溶液中漂洗1分钟，用去离子水 冲洗，烘干，待用。

2)淀积掩蔽层

采用PECVD，即等离子加强化学气相沉积法，淀积掩蔽层3，其化学成分为 SiO₂，见图1。

根据需刻蚀的SiC基体1的厚度和刻蚀比6，确定需淀积的掩蔽层 3的厚度为不小于通常考虑到工艺偏差，掩蔽层3的厚度应比根据刻 蚀比计算的厚一些，本例中为

3)光刻