一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法及相关设备技术

本发明专利技术属于半导体制造领域，具体涉及一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法，所述方法包括如下步骤：金属淀积，对完成介质层台阶蚀刻的碳化硅晶圆进行溅射形成金属层；反溅射，采用氩离子轰击所述金属层以消除台阶间的封口；重复所述金属淀积和反溅射直至碳化硅台阶覆盖厚度达到设计要求。本发明专利技术通过反溅射对台阶上部和台阶间槽口的金属层进行刻蚀以达到清除台阶间槽口的金属层以避免槽口过早闭合；通过多次金属淀积和反溅射的循环加工实现了提高台阶底部填充厚度避免槽口封闭的有益技术效果。技术效果。技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法及相关设备


[0001]本专利技术属于半导体制造领域，具体涉及一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法及相关设备。

技术介绍

[0002]由于碳化硅(SiC)优秀的材料特性，基于碳化硅的功率器件在学术研究和技术制造等多方面均得到快速发展。碳化硅半导体材料是自第一代元素半导体材料(Si)和第二代化合物半导体材料(GaAs、GaP、InP)之后发展起来的第三代宽禁带半导体材料。第三代宽禁带半导体共性是具有较大的禁带宽度，临界击穿场强高，饱和漂移速度大和导热率良好。
[0003]金属淀积是制备碳化硅器件的关键工艺，金属淀积是碳化硅器件制造工艺中金属半导体接触技术中十分重要的一个步骤。在传统的器件工艺中，常见的金属淀积方式有两种：蒸发和磁控溅射。在碳化硅表面，为了得到更好的金属附着力和高密度金属一般都采用磁控溅射工艺去制备金属，其原理是通过氩离子轰击金属靶材表面，进而使金属靶材中的原子或分子从表面射出，进而淀积在晶圆表面。
[0004]经大量研究观察发现，现有金属淀积工艺中金属原子或分子在溅射碳化硅表面时，由于碳化硅晶圆表面存在台阶，导致碳化硅晶圆的台阶覆盖概率不高。金属淀积常见的问题是无法覆盖金属台阶间的槽口底部；进而在金属淀积时金属原子或分子落下时，由于存在的台阶导致台阶间槽口过早封口，进而导致台阶底部淀积金属层厚度不足。与此同时，在碳化硅晶圆表面继续淀积金属，随着淀积金属厚度的增加，台阶上方过早封口导致台阶底部覆盖厚度不能达到设计要求进而影响器件的电学性能。
[0005]由于在晶圆表面长上金属过早封口，造成台阶底部淀积的金属厚度不能满足要求，导致随后的接触部分退火不能形成合金，因而直接导致金属半导体接触出现问题，进而影响电学性能等问题。因此需要提供一种技术方案来解决晶圆表面金属淀积时台阶间槽口过早封闭的弊端，提高台阶底部的填充厚度。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决晶圆表面金属淀积时台阶间槽口过早封闭的问题。
[0007]本专利技术的目的是采取下述技术方案来实现的：
[0008]一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法，所述方法包括如下步骤：
[0009]金属淀积，对完成介质层台阶蚀刻的碳化硅晶圆进行溅射形成金属层；
[0010]反溅射，采用氩离子轰击所述金属层以消除台阶间的封口；
[0011]重复所述金属淀积和反溅射直至碳化硅台阶覆盖厚度达到设计要求。
[0012]优选的，所述金属层的材料包括金属AL。
[0013]优选的，所述金属淀积包括溅射或蒸发。
[0014]优选的，所述金属层的厚度为500
‑
1000nm。
[0015]优选的，所述介质层包括300
‑
4000nm厚的二氧化硅SiO2。
[0016]优选的，所述蚀刻的工艺参数包括：蚀刻功率100w
‑
400w，射频功率100w
‑
400w，CF4的流量为30
‑
60sccm，Cl2的流量为5
‑
30sccm，形成1
‑
2μm厚的台阶。
[0017]优选的，所述蚀刻的工艺参数包括：刻蚀功率:200w
‑
350w，射频功率:150w
‑
350w，刻蚀气体CHF3的流量设置为40
‑
50sccm。
[0018]优选的，第一次所述反溅射的工艺中：功率为300w
‑
500w，氩气流量50
‑
200sccm，时间为3
‑
5min。
[0019]优选的，第二次所述反溅射的工艺中：功率为300w
‑
500w，氩气流量为50
‑
200sccm，时间为5
‑
7min。
[0020]优选的，第三次所述反溅射的工艺中：功率为300w
‑
500w，氩气流量为50
‑
200sccm，时间为7
‑
10min。
[0021]基于同一专利技术构思本专利技术还提供了一种生产设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；所述处理器，用于存储一个或多个程序；所述一个或多个处理器执行所述一个或多个程序时，实现所述的金属沉淀和反溅射的加工步骤。
[0022]基于同一专利技术构思本专利技术还提供了一种计算机可读存储设备，所述计算机可读存储设备上存有计算机程序，执行所述计算机程序时，实现所述的金属沉淀和反溅射的加工步骤。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术公开了一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法，所述方法包括如下步骤：金属淀积，对完成介质层台阶蚀刻的碳化硅晶圆进行溅射形成金属层；反溅射，采用氩离子轰击所述金属层以消除台阶间的封口；重复所述金属淀积和反溅射直至碳化硅台阶覆盖厚度达到设计要求。本专利技术通过反溅射对台阶上部和台阶间槽口的金属层进行刻蚀以达到清除台阶间封闭槽口的金属层的目的，解决了槽口过早闭合的问题；而多次金属淀积和反溅射的循环加工工艺，提高了台阶底部填充厚度，进而提高了金属层和介质层之间的金半接触电性能。
附图说明
[0025]图1为本专利技术一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法的流程示意图；
[0026]图2为介质层刻蚀完后台阶截面显微图；
[0027]图3为直接淀积金属完后图；
[0028]图4为本专利技术一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法的半成品截面显微图；
[0029]图5为本专利技术一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法的成品截面示意图；
[0030]其中：1
‑
碳化硅晶圆、2
‑
介质层、3
‑
光刻胶、4
‑
金属层、41
‑
槽口、401
‑
空隙。
具体实施方式
[0031]下面结合附图1
‑
5和具体实施例对本专利技术技术方案做进一步说明，以助于理解本专利技术的内容。
[0032]实施例1
[0033]本专利技术提供一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法，该方法能够改善因正常金属淀积导致台阶底部金属层覆盖不足，进而影响器件电学性能问题。
[0034]所述方法包括如下步骤：
[0035]金属淀积，对完成介质层台阶蚀刻的碳化硅晶圆进行溅射形成金属层；
[0036]反溅射，采用氩离子轰击所述金属层以消除台阶间的封口；
[0037]重复所述金属淀积和反溅射直至碳化硅台阶覆盖厚度达到设计要求。
[0038]所述金属层的材料包括金属Al。
[0039]所述金属淀积所采用淀积金属的方式包括溅射或蒸发。
[0040]所述金属层的厚度为500
‑
1000nm。
[0041]所述介质层包括300...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：金属淀积，对完成介质层台阶蚀刻的碳化硅晶圆进行溅射以形成金属层；反溅射，用氩离子轰击所述金属层以消除台阶间的封口；重复所述金属淀积和反溅射直至碳化硅台阶覆盖厚度达到设计要求。2.如权利要求1所述的一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法，其特征在于，所述金属层的材料包括金属Al。3.如权利要求1所述的一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法，其特征在于，所述金属淀积包括溅射或蒸发。4.如权利要求1所述的一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法，其特征在于，所述金属层的厚度为500
‑
1000nm。5.如权利要求1所述的一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法，其特征在于，所述介质层包括300
‑
4000nm厚的二氧化硅SiO2。6.如权利要求1所述的一种增加碳化硅台阶金属层覆盖厚度的方法，其特征在于，所述蚀刻工艺参数包括：蚀刻功率100w
‑
400w，射频功率100w
‑
400w，CF4的流量为30
‑
60sccm，Cl2的流量为5
‑
30sccm；或者刻蚀功率:200w
‑
350w，射频功率:150w
‑
350w，刻蚀气体CHF3...

【专利技术属性】
技术研发人员：董佳俊，李青岭，赵万利，李旭晗，王锐，常树丞，魏晓光，金锐，汪玉，王鑫，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：