[发明专利]一种碳化硅沟槽刻蚀方法

说明书

本发明涉及一种碳化硅沟槽刻蚀方法，包括以下步骤：步骤1：在SiC外延片上生长SiO₂掩膜层；步骤2：利用所述SiO₂掩膜层对所述SiC外延片进行第一刻蚀；步骤3：在所述SiC外延片上沉积Ni掩膜层；步骤4：剥离所述SiO₂掩膜层及其表面的Ni掩膜层；步骤5：利用所述Ni掩膜层对所述SiC外延片进行第二刻蚀，形成SiC沟槽；步骤6：去除所述Ni掩膜层。本申请提出了一种在SiC外延片上形成U型SiC沟槽的顶部和底部都为圆角的方法，既可以降低器件工作时SiC沟槽底部的电场集中导致的栅氧化层提前击穿，同时也可以降低SiC沟槽顶部直角导致的栅极和源极漏电的问题。

技术领域

本发明属于功率器件的制造方法技术领域，具体涉及一种碳化硅沟槽刻蚀方法。

背景技术

碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)是一种广泛使用的碳化硅功率器件。其中将控制信号提供给栅电极，该栅电极通过插入的绝缘体将半导体表面分开，所述绝缘体如二氧化硅。通过多数载流子的传输进行电流传导，而不需要在双极型晶体管工作时使用少数载流子注入。碳化硅MOSFET能够提供非常大的安全工作区，并且多个单元结构能够并行使用。

现有技术中，一般刻蚀工艺会在沟槽底部形成微沟槽的结构，如图1所示，在形成微沟槽后通入腐蚀性气体，会产生横向微小钻蚀。这样，碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管器件工作时，SiC沟槽底部的电场集中则会提前击穿栅氧化层，同时SiC沟槽顶部直角加大了栅极和源极漏电的问题。

因此，如何优化SiC沟槽顶部的直角结构是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种碳化硅沟槽刻蚀方法。具体的实现方法如下:

本发明实施例提供了一种碳化硅沟槽刻蚀方法，包括以下步骤：

步骤1：在SiC外延片上生长SiO₂掩膜层；

步骤2：利用所述SiO₂掩膜层对所述SiC外延片进行第一刻蚀；

步骤3：在所述SiC外延片上沉积Ni掩膜层；

步骤4：剥离所述SiO₂掩膜层及其表面的Ni掩膜层；

步骤5：利用所述Ni掩膜层对所述SiC外延片进行第二刻蚀，形成SiC沟槽；

步骤6：去除所述Ni掩膜层。

在本发明的一个实施例中，所述步骤1之前还包括：清洗SiC外延片。

在本发明的一个实施例中，所述步骤1具体为：

步骤11：400℃条件下在SiC外延片上生长1～2μm SiO₂掩膜；

步骤12：在所述SiO₂掩膜上涂布1～2μm光刻胶，并通过光刻、显影形成光刻图形；

步骤13：以光刻胶为掩膜刻蚀所述SiO₂掩膜，形成SiO₂掩膜层；

步骤14：去除光刻胶。

在本发明的一个实施例中，所述第一刻蚀和所述第二刻蚀为干法刻蚀，刻蚀气体为CF₄或SF₆。

在本发明的一个实施例中，所述步骤2包括：

步骤21：在1mTorr～50mTorr压力下，通入速率为10sccm～80sccm的SF₆或CF₄，速率为5sccm～40sccm的O₂，持续时间2～10分钟；