[发明专利]碳化硅激活退火方法

说明书

本发明一种碳化硅激活退火方法，包括以下步骤：在碳化硅晶片经过离子注入的一侧表面形成第一保护层；在碳化硅晶片形成第一保护层的一侧表面形成第二保护层；将形成第二保护层后的碳化硅晶片进行退火处理；退火处理时第二保护层的热稳定性优于第一保护层的热稳定性。通过在碳化硅表面形成第一保护层和第二保护层，在碳化硅晶片进行退火处理时，第二保护层可防止第一保护层在高温下融化及硅原子升华，第一保护层可有效阻挡碳化硅晶片表面硅原子升华和再沉积，通过两层保护层可解决退火过程中碳化硅表面硅原子的升华和沉积问题，提高了对碳化硅激活退火保护的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体器件制备技术领域，特别是涉及一种碳化硅激活退火方法。

背景技术

碳化硅器件由于其优良的物理性能和器件特性，在电力电子器件领域的发展取得了令人瞩目的成就。在碳化硅器件制造工艺中，离子注入技术是实现掺杂的关键工艺。为了消除注入对晶格造成的损伤以及使注入的杂质激活，需要在1500℃以上的高温下对碳化硅进行退火。在如此高温下，晶片表面的碳化硅会发生分解，硅原子升华，并以Si、Si₂C、SiC₂等形式重新沉积在碳化硅晶片表面，导致晶片表面粗糙，影响碳化硅器件特性。

为了阻止碳化硅晶片表面硅的升华，在传统的碳化硅激活退火过程中，选用AIN作为碳化硅晶片的保护层，但在退火的高温环境下，AIN薄膜容易形成针孔，从而降低对碳化硅晶片的保护效果，保护可靠性低。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能提高对碳化硅晶片保护可靠性的碳化硅激活退火方法。

一种碳化硅激活退火方法，包括以下步骤：

在碳化硅晶片经过离子注入的一侧表面形成第一保护层；

在碳化硅晶片形成第一保护层的一侧表面形成第二保护层；

将形成第二保护层后的碳化硅晶片进行退火处理；

退火处理时第二保护层的热稳定性优于第一保护层的热稳定性。

上述碳化硅激活退火方法，通过在碳化硅晶片经过离子注入的一侧表面形成第一保护层，再在碳化硅晶片形成第一保护层的一侧表面形成第二保护层，最后将形成第二保护层后的碳化硅晶片进行退火处理。通过在碳化硅晶片表面形成第一保护层和第二保护层，在碳化硅晶片进行退火处理时，第二保护层可防止第一保护层在高温下融化及硅原子升华，第一保护层可有效阻挡碳化硅晶片表面硅原子升华和再沉积，通过两层保护层可解决退火过程中碳化硅晶片表面硅原子的升华和沉积问题，提高了对碳化硅激活退火保护的可靠性。

在一个实施例中，在碳化硅晶片经过离子注入的一侧表面形成第一保护层的步骤，包括以下步骤：

将碳化硅晶片进行离子注入并去除离子注入掩蔽层；

将去除离子注入掩蔽层的碳化硅晶片置于充入反应气体的反应室中；

通过PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)方法在碳化硅晶片经过离子注入的一侧表面形成第一保护层。

在一个实施例中，在碳化硅晶片形成第一保护层的一侧表面形成第二保护层的步骤，包括以下步骤：

将形成第一保护层的碳化硅晶片置于绝对真空数值小于5×10^-5Torr的真空环境中；

通过溅射方法在碳化硅晶片形成第一保护层的一侧表面淀积第二保护层。

在一个实施例中，在将形成第二保护层后的碳化硅晶片进行退火处理的步骤之后，还包括以下步骤：

将形成第二保护层后的碳化硅晶片进行退火处理后，去除退火处理后碳化硅晶片的第二保护层；