[发明专利]一种新型碳化硅小角度倾斜台面终端结构及其制备方法

权利要求书

1.一种新型碳化硅小角度倾斜台面终端结构，其特征在于：所述倾斜台面为上小下大的锥状台面结构，台面结构的面积大于1mm²；所述倾斜台面的斜面与水平面之间的夹角小于20°。

2.如权利要求1所述的新型碳化硅小角度倾斜台面终端结构，其特征在于：所述小角度倾斜台面刻蚀结构应用于SiC GTO器件的刻蚀终端结构设计中，具体结构采用由上至下的P+/N/P-/P/N+外延结构，其中依次为：P+接触层、N base层、P- 漂移层、P缓冲层、N+场截止层，衬底为N+的4H-SiC本征衬底；所述P+接触层的厚度介于0.2-5μm之间，平均掺杂浓度介于2×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3之间；所述N base层的厚度介于0.2-5μm之间，平均掺杂浓度介于2×10¹⁶-2×10¹⁸cm^-3之间；所述P- 漂移层的厚度介于5-200μm之间，平均掺杂浓度介于5×10¹³-5×10¹⁵cm^-3之间；所述P缓冲层的厚度介于0.2-5μm之间，平均掺杂浓度介于2×10¹⁶-2×10¹⁸cm^-3之间；所述N+场截止层的厚度介于0.2-5μm之间，平均掺杂浓度介于2×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3之间。

3.如权利要求1所述的新型碳化硅小角度倾斜台面终端结构，其特征在于：所述小角度倾斜台面刻蚀结构应用于SiC PiN器件的刻蚀终端结构设计中，具体结构采用由上至下的P+/i/N+外延结构，其中依次为：P+接触层、本征i漂移层、N+场截止层，衬底为N+的4H-SiC本征衬底；所述P+接触层的厚度介于0.2-5μm之间，平均掺杂浓度介于2×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3之间；所述本征i漂移层的厚度介于5-200μm之间，平均掺杂浓度介于5×10¹³-5×10¹⁵cm^-3之间；所述N+场截止层的厚度介于0.2-5μm之间，平均掺杂浓度介于2×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3之间。

4.如权利要求1所述的新型碳化硅小角度倾斜台面终端结构，其特征在于：所述小角度倾斜台面刻蚀结构应用于SiC PiN器件的刻蚀终端结构设计中，具体结构采用由上至下的N+/i/P+外延结构，其中依次为：N+接触层、本征i漂移层、P+场截止层，衬底为N+的4H-SiC本征衬底；所述N+接触层的厚度介于0.2-5μm之间，平均掺杂浓度介于2×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3之间；所述本征i漂移层的厚度介于5-200μm之间，平均掺杂浓度介于5×10¹³-5×10¹⁵cm^-3之间；所述P+场截止层的厚度介于0.2-5μm之间，平均掺杂浓度介于2×10¹⁸-1×10²⁰cm^-3之间。

5.如权利要求1所述的新型碳化硅小角度倾斜台面终端结构，其特征在于：所述小角度倾斜台面刻蚀结构可应用于碳化硅SBD、MOSFET、IGBT及JFET的器件台面终端结构设计。

6.如权利要求1所述的新型碳化硅小角度倾斜台面终端结构，其特征在于：利用光刻胶回流技术制成的面积大于1mm²且倾斜台面的斜面与水平面之间的夹角小于20°的SiC单一倾斜台面刻蚀结构，或者通过多次使用光刻胶回流刻蚀技术形成的n级SiC小角度倾斜台面刻蚀结构，其中n≥2。

7.制备如权利要求1-6任意一项所述的新型碳化硅小角度倾斜台面终端结构的方法，其特征在于：使用了AZ4620厚光刻胶作为掩膜方式及实现了大面积的光刻胶均匀回流，依据光刻胶回流条件的不同，通过ICP干法刻蚀工艺刻蚀出的SiC小角度倾斜台面的底角在0°~ 20°之间。

8.如权利要求7中所述的新型碳化硅小角度倾斜台面终端结构的制备方法，其特征在于刻蚀工艺流程主要如下：

（1）对样片进行RCA标准清洗之后，旋涂AZ4620光刻胶进行掩膜；

（2）使用设计好相应图案的光刻板进行光刻曝光及显影；

（3）接下来对样片进行后烘工艺从而使光刻胶进行回流；

（4）光刻胶回流工艺之后再将样片置于感应耦合等离子体刻蚀系统腔体内进行干法刻蚀，刻蚀使用的气体为CF₄/O₂；

（5）当样片达到所需的刻蚀深度之后取出样品，再利用浓硫酸和30%双氧水的混合溶液洗去剩余光刻胶便得到了SiC的小角度倾斜台面刻蚀结构；所述混合溶液中浓硫酸和30%双氧水的比例为3：1。