[发明专利]一种碳化硅沟槽刻蚀方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅沟槽刻蚀方法，通过在碳化硅衬底材料上进行CVD形成氧化层，在氧化层上涂布光阻后按照设计版图进行光刻；在光刻区域采用干法刻蚀的方法去除氧化层；采用SF₆和C₄F₈的混合气体对去除氧化层的碳化硅衬底进行刻蚀，能够发生化学反应生成聚合物，所生成的聚合物附着在图形的底部和侧壁上，能够对底部和侧壁，特别是图形沟槽产生保护作用，从而减弱反应离子对图形拐角处的刻蚀，有效地防止了微沟槽在图形拐角处形成，本发明工艺流程简单，形成的碳化硅沟槽侧壁光滑、沟槽底部没有微沟槽效应；其方法理论简单易于理解，有效提高碳化硅衬底材料的沟槽的刻蚀效率。

技术领域

本发明属于微电子制作工艺领域，具体为一种碳化硅沟槽刻蚀方法。

背景技术

SiC(碳化硅)材料具有禁带宽度大、击穿场强高、介电常数小等优点，在制备高温、高频、大功率、抗辐射的半导体器件及紫外光电探测器等方面具有极其广泛的应用，被誉为前景十分广阔的第三代半导体材料。刻蚀技术是SiC器件研制中的一项关键支撑技术，刻蚀工艺的刻蚀精度、刻蚀损伤以及刻蚀表面的残留物均对SiC器件的性能有重要影响。由于SiC材料硬度高、化学性质稳定，湿法刻蚀无法达到要求，因此目前对SiC的刻蚀常采用等离子体干法刻蚀工艺，干法刻蚀碳化硅衬底材料的沟槽一般采用CF₄和O₂为主，外加惰性气体相组合的刻蚀方法；然而采用上述气体刻蚀的方法得出的沟槽侧壁粗糙度较大且沟槽底部容易产生微沟槽，不能满足工艺需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硅沟槽刻蚀方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种碳化硅沟槽刻蚀方法，包括以下步骤：

S1，在碳化硅衬底材料上进行CVD形成氧化层，在氧化层上涂布光阻后按照设计版图进行光刻；

S2，在光刻区域采用干法刻蚀的方法去除氧化层；

S3，采用SF₆和C₄F₈的混合气体对去除氧化层的碳化硅衬底进行刻蚀，然后采用湿法去除光阻和氧化层，得到碳化硅器件，完成碳化硅沟槽刻蚀。

进一步的，CVD氧化层厚度为800nm～1500nm。

进一步的，在光刻区域采用干法刻蚀去除氧化层直至露出碳化硅衬底。

进一步的，干法刻蚀具体采用物理性刻蚀、化学性刻蚀或物理化学性刻蚀。

进一步的，物理性刻蚀刻蚀功率为1000W～1500W。

进一步的，采用感应耦合等离子刻蚀机对裸露出的碳化硅衬底进行刻蚀。

进一步的，SF₆和C₄F₈流量比为3：1。

进一步的，去除光阻的湿法采用浓硫酸，温度为140-150℃。

进一步的，去除光阻的湿法采用浓硫酸的温度为145℃。

进一步的，去除氧化层的湿法采用氢氟酸，温度为40-45℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：