一种SiC衬底光滑侧壁的刻蚀方法技术

本发明专利技术提供一种SiC衬底光滑侧壁的刻蚀方法，包括：对SiC衬底进行标准清洗；在SiC衬底表面淀积掩膜层；在掩膜层上进行光刻形成设定图形的光刻胶；去除光刻胶未覆盖区域的掩膜层，将光刻版的图形转移到掩膜层上；去除光刻胶；对SiC衬底进行干法刻蚀，形成台面或沟槽，刻蚀后保留掩膜层；对SiC衬底上的台面或沟槽的侧壁进行离子注入，根据离子种类选择相应的注入剂量和注入能量，形成所需厚度的非晶层；湿法去除掩膜层；通过湿法腐蚀对非晶层进行腐蚀，形成光滑侧壁；最后对SiC衬底进行后处理清洗，简化了工艺流程，并且可以得到光滑的侧壁。并且可以得到光滑的侧壁。并且可以得到光滑的侧壁。

【技术实现步骤摘要】
一种SiC衬底光滑侧壁的刻蚀方法


[0001]本专利技术涉及一种SiC衬底光滑侧壁的刻蚀方法。

技术介绍

[0002]在碳化硅功率器件领域，台面和沟槽结构是各类器件的常用结构，但是由于碳化硅材料本身具有高硬度和强化学稳定性，导致选择碳化硅刻蚀工艺时有很大的局限性。目前主要的碳化硅刻蚀方法为干法刻蚀，即通过淀积掩膜层，形成刻蚀图形，再进行碳化硅刻蚀。这种刻蚀方法会对刻蚀台阶的侧壁和底部造成损伤，导致刻蚀表面粗糙等问题。为了改善刻蚀后的表面粗糙，目前主要的解决方案有：调节干法刻蚀的气体种类、气体流量和配比、刻蚀功率等参数；通过湿法药液去除表面微掩膜；通过高温牺牲氧去除表层碳化硅等。
[0003]目前主流的改善刻蚀后表面粗糙的方案中，通过调节干法刻蚀条件的方法由于该工艺涉及的参数变量很多，在实际操作起来需要制定很多实验方案，造成材料和时间成本损失，同时工艺的局限性也很大。通过湿法腐蚀的方法通常只能去除表面氧化层和有机沾污等(该湿法腐蚀指未对碳化硅衬底进行非晶处理，直接使用HF、RC3等溶液经行表面清洗处理；而未经处理的碳化硅衬底具有很强的抗腐蚀性)，对消除损伤并达到预期的光滑表面效果不佳。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种SiC衬底光滑侧壁的刻蚀方法，简化了工艺流程，并且可以得到光滑的侧壁。
[0005]本专利技术是这样实现的：一种SiC衬底光滑侧壁的刻蚀方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1、对SiC衬底进行标准清洗；
[0007]步骤2、在SiC衬底表面淀积掩膜层；
[0008]步骤3、在掩膜层上进行光刻形成设定图形的光刻胶；
[0009]步骤4、去除光刻胶未覆盖区域的掩膜层，将光刻版的图形转移到掩膜层上；
[0010]步骤5、去除光刻胶；
[0011]步骤6、对SiC衬底进行干法刻蚀，形成台面或沟槽，刻蚀后保留掩膜层；
[0012]步骤7、对SiC衬底上的台面或沟槽的侧壁进行离子注入，根据离子种类选择相应的注入剂量和注入能量，形成所需厚度的非晶层；
[0013]步骤8、湿法去除掩膜层；
[0014]步骤9、通过湿法腐蚀对非晶层进行腐蚀，形成光滑侧壁；
[0015]步骤10、最后对SiC衬底进行后处理清洗。
[0016]进一步地，步骤3中的光刻包括前烘、涂胶、曝光、后烘、显影以及坚膜。
[0017]进一步地，所述步骤2中掩膜层为氧化物掩膜或者金属掩膜。
[0018]本专利技术具有如下优点：本专利技术一种SiC衬底光滑侧壁的刻蚀方法，通过高浓度离子注入使刻蚀后表面粗糙的SiC非晶化，进而使用湿法溶液将非晶层去除，通过去除台面或沟
槽的非晶层可以得到光滑的侧壁；和现有技术相比，避免了复杂且耗时耗力的干刻工艺参数调整优化和牺牲氧的高温工艺；放宽了工艺窗口并简化了工艺流程。
附图说明
[0019]下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0020]图1为本专利技术方法的流程图。
具体实施方式
[0021]如图1所示，本专利技术一种SiC衬底光滑侧壁的刻蚀方法，包括如下步骤：
[0022]步骤1、对SiC衬底进行标准清洗；
[0023]步骤2、在SiC衬底表面淀积掩膜层；
[0024]步骤3、在掩膜层上进行光刻形成设定图形的光刻胶；
[0025]步骤4、去除光刻胶未覆盖区域的掩膜层，将光刻版的图形转移到掩膜层上；
[0026]步骤5、去除光刻胶；
[0027]步骤6、对SiC衬底进行干法刻蚀，形成台面或沟槽，刻蚀后保留掩膜层；由于在形成台面或者沟槽的侧壁都是有角度，因此可以直接保留掩膜层；
[0028]步骤7、对SiC衬底上的台面或沟槽的侧壁进行离子注入，根据离子种类选择相应的注入剂量和注入能量，形成所需厚度的非晶层；
[0029]步骤8、湿法去除掩膜层；
[0030]步骤9、通过湿法腐蚀对非晶层进行腐蚀，形成光滑侧壁；
[0031]步骤10、最后对SiC衬底进行后处理清洗。
[0032]由于本专利技术只进行表面光滑处理，因此这里的非晶层厚度只需很薄，例如0.1um。此时即便离子注入到底部也没有影响；在刻蚀深度的误差范围内，不影响刻蚀深度；不需要处理掩膜，所保留的掩膜层厚度需要能够阻挡离子注入，作为离子注入的阻挡层使用。
[0033]所述步骤1中的标准清洗为RCA清洗，为在20世纪60年代提出的清洗方法。所述步骤2中的掩膜层包括但不限于氧化物及金属掩膜。步骤3中的光刻包括前烘、涂胶、曝光、后烘、显影、坚膜。步骤4中去除掩膜层的可选方法，根据掩膜层的种类和目标SiC刻蚀台阶坡度，可选用干法刻蚀工艺或湿法腐蚀工艺。步骤5去除光刻胶选用有机去胶溶液。步骤6中的刻蚀方法可选用反应离子刻蚀和感应耦合等离子体刻蚀工艺，如果掩膜层为氧化硅时，剩余掩膜层厚度一般为0.5
‑
1.5um(干法刻蚀会刻蚀掩膜，在设计时需要考虑刻蚀消耗的掩膜厚度，最后剩余掩膜厚度在0.5
‑
1.5um之间。金属掩膜可以留0.1um左右)。步骤7中的离子注入为高剂量离子注入，所述高剂量指可以使表面注入区域的SiC材料非晶化的离子剂量，不同的注入离子根据其原子质量的差异，有不同的临界剂量。例如Al离子的临界剂量为1E15cm
‑3，Ar离子的临界剂量为4.8E14cm
‑3。非晶化的SiC材料可以通过湿法工艺去除。步骤9中的湿法腐蚀溶液选用含HF和HNO3的混合溶液，例如HF：HNO3为1:1的溶液；或者含水和醋酸缓蚀剂的HF:HNO3为1：40的混合溶液。该溶液可以去除注入后SiC的非晶层，得到光滑侧壁及槽底。步骤10中的后处理清洗包括使用HF酸去除自然氧化层和RCA清洗，得到洁净的台面的侧壁或沟槽的侧壁。
[0034]虽然以上描述了本专利技术的具体实施方式，但是熟悉本
的技术人员应当理
解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本专利技术的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本专利技术的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本专利技术的权利要求所保护的范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SiC衬底光滑侧壁的刻蚀方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、对SiC衬底进行标准清洗；步骤2、在SiC衬底表面淀积掩膜层；步骤3、在掩膜层上进行光刻形成设定图形的光刻胶；步骤4、去除光刻胶未覆盖区域的掩膜层，将光刻版的图形转移到掩膜层上；步骤5、去除光刻胶；步骤6、对SiC衬底进行干法刻蚀，形成台面或沟槽，刻蚀后保留掩膜层；步骤7、对SiC衬底上的台面或沟槽的侧壁进行离子注入，根据离子种类选择相应...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋安英，李佳帅，张瑜洁，
申请(专利权)人：浏阳泰科天润半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：