【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，具体涉及一种碳化硅沟槽的刻蚀方法及碳化硅半导体器件。
技术介绍
1、sic基半导体相较硅基半导体，因其优异的电学和热学性能，在功率半导体领域得到越来越广泛的应用。其中，沟槽型sic基半导体相较平面型sic基半导体，性能上有大幅提升。
2、传统的sic沟槽刻蚀采用各向异性刻蚀，即垂直方向的刻蚀速度远大于水平方向，但是该方法刻蚀形成的沟槽，底部难以做到较大曲率半径的形状，一般为较为平坦的形状，这会使得拐角处的电场较为集中，容易造成击穿电压降低，影响芯片性能。因此，保证sic沟槽的底部光滑尤为重要。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种碳化硅沟槽的刻蚀方法及碳化硅半导体器件，可以在碳化硅衬底上形成底部光滑的沟槽，从而可以解决传统的碳化硅沟槽底部较平坦使得拐角处的电场较为集中容易造成击穿电压降低的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供一种碳化硅沟槽的刻蚀方法，包括：
3、在碳化硅衬底上依次形成硬掩膜层以及光刻胶层；
4、以所述光刻胶层为掩膜对所述硬掩膜层进行刻蚀，形成开口；
5、由所述开口对所述碳化硅衬底进行各向同性刻蚀，形成沟槽，其中，所述沟槽的深度小于预设目标深度；
6、对所述光刻胶层进行加热软化，以使所述光刻胶层在所述沟槽的侧壁形成第一保护膜层；
7、对所述沟槽的底部进行所述各向同性刻蚀，并去除所述第一保护膜层；
8、比较所述沟槽的当前深度与所述预设目标深度之间的大小，
9、可选的，所述对所述沟槽的底部进行所述各向同性刻蚀，并去除所述第一保护膜层之后，还包括：
10、去除连续两次所述各向同性刻蚀在所述沟槽的侧壁形成的分界凸点。
11、可选的，所述去除连续两次所述各向同性刻蚀在所述沟槽的侧壁形成的分界凸点，具体包括：
12、采用等离子体对所述分界凸点进行轰击，其中，形成所述等离子体的气体为氩气、氪气或氙气。
13、可选的，所述由所述开口对所述碳化硅衬底进行各向同性刻蚀，形成沟槽，具体包括：
14、对所述光刻胶层进行加热软化，以使所述光刻胶层在所述开口的侧壁形成第二保护膜层；
15、以所述硬掩膜层为掩膜，由所述开口对所述碳化硅衬底进行各向同性刻蚀，形成沟槽；
16、去除所述第二保护膜层。
17、可选的，所述第一保护膜层和/或所述第二保护膜层的去除方法包括：
18、在射频功率下采用氧源对所述第一保护膜层或所述第二保护膜层进行氧化去除。
19、可选的，所述氧源为o2和n2，并且两者的体积比为(10~20):1。
20、可选的，所述由所述开口对所述碳化硅衬底进行各向同性刻蚀，形成沟槽的步骤中，所述沟槽的深度为预设目标深度的1/10~1/3。
21、可选的，对所述光刻胶层进行加热软化的温度为75-100℃。
22、可选的，所述各向同性刻蚀为：以含氟气体为刻蚀气体，采用高频-低频双频工艺进行刻蚀，其中，高频射频源的频率≥45mhz，功率≥200w，低频射频源的频率≤20mhz，功率≤100w。
23、第二方面，本申请实施例提供一种碳化硅半导体器件，包括干法刻蚀形成的沟槽，所述沟槽采用如上各实施例所述的刻蚀方法制作而成。
24、如上所述，本申请的碳化硅沟槽的刻蚀方法，首先在碳化硅衬底上依次形成硬掩膜层以及光刻胶层，然后以光刻胶层为掩膜对硬掩膜层进行第一刻蚀，形成开口，并由开口对碳化硅衬底进行各向同性刻蚀，形成沟槽，其中，沟槽的深度小于预设目标深度，然后对光刻胶层进行加热软化，以使光刻胶层在沟槽的侧壁形成第一保护膜层，再对沟槽的底部进行各向同性刻蚀，并去除第一保护膜层，最后比较沟槽的当前深度与预设目标深度之间的大小，若当前深度小于预设目标深度，则返回继续进行下一次刻蚀，否则，停止刻蚀。本申请通过对沟槽分段进行刻蚀，每次刻蚀前，通过软化光刻胶层在沟槽的侧壁形成保护层，可以避免沟槽的侧壁被进一步刻蚀，造成沟槽的侧壁不平整以及不垂直，并且由于每次刻蚀均是各向同性刻蚀，可以使沟槽的底部形成曲率半径较大的弧形，通过多次各向同性刻蚀将沟槽弧形的底部推进至预设目标深度。
25、本申请可以获得侧壁垂直并且底部为弧形（类似试管形）的沟槽，可以解决传统的碳化硅沟槽底部较为平坦使得拐角处的电场较为集中，容易造成击穿电压降低的问题。并且本申请沟槽的侧壁的保护层直接由光刻胶层软化形成，不需要增加任何辅料，工艺简单。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种碳化硅沟槽的刻蚀方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述对所述沟槽的底部进行所述各向同性刻蚀，并去除所述第一保护膜层之后，还包括：
3.根据权利要求2所述的刻蚀方法，其特征在于，所述去除连续两次所述各向同性刻蚀在所述沟槽的侧壁形成的分界凸点，具体包括：
4.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述由所述开口对所述碳化硅衬底进行各向同性刻蚀，形成沟槽，具体包括：
5.根据权利要求4所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一保护膜层和/或所述第二保护膜层的去除方法包括：
6.根据权利要求5所述的刻蚀方法，其特征在于，所述氧源为O2和N2，并且两者的体积比为(10~20):1。
7.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述由所述开口对所述碳化硅衬底进行各向同性刻蚀，形成沟槽的步骤中，所述沟槽的深度为预设目标深度的1/10~1/3。
8.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，对所述光刻胶层进行加热软化的温度为75-100℃。
9.根据权利要
10.一种碳化硅半导体器件，包括干法刻蚀形成的沟槽，其特征在于，所述沟槽采用权利要求1-9任一项所述的刻蚀方法制作而成。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅沟槽的刻蚀方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述对所述沟槽的底部进行所述各向同性刻蚀，并去除所述第一保护膜层之后，还包括：
3.根据权利要求2所述的刻蚀方法，其特征在于，所述去除连续两次所述各向同性刻蚀在所述沟槽的侧壁形成的分界凸点，具体包括：
4.根据权利要求1所述的刻蚀方法，其特征在于，所述由所述开口对所述碳化硅衬底进行各向同性刻蚀，形成沟槽，具体包括：
5.根据权利要求4所述的刻蚀方法，其特征在于，所述第一保护膜层和/或所述第二保护膜层的去除方法包括：
6.根据权利要求5所述的刻蚀方法，其特征在于，所述氧源为o2和n2，并且两者的体积比为(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵兵，王兆祥，裴凯，刘雨佳，梁洁，
申请(专利权)人：上海谙邦半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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