[发明专利]一种碳化硅静电感应晶体管减小栅长的方法

权利要求书

1.一种碳化硅静电感应晶体管减小栅长的方法，其特征是该方法包括如下步骤：

1）在碳化硅材料表面生长第一种介质掩膜层；

2）在生长的第一种介质掩膜层表面涂覆光敏掩膜层形成光敏掩膜层，接着进行曝光、显影，形成待刻蚀台面图形；

3）对露出的图形区域进行过刻蚀第一种介质掩膜层到碳化硅表面的同时去除光刻胶；

4）用第一种介质掩膜层作为阻挡层，干法刻蚀碳化硅形成台面；湿法去除碳化硅表面第一种介质掩膜层；

5）在碳化硅材料表面再次生长第二种介质掩膜层；

6）采用自对准的方法，干法刻蚀第二种介质掩膜层到碳化硅表面，保证了刻蚀后台面侧壁介质掩膜的留存；

7）在碳化硅材料表面涂覆形成光敏掩膜层，接着进行曝光，形成待注入图形；

8）通过台面上第一种介质掩膜层及侧壁第二种介质掩膜层的保护，结合离子注入区外的光敏掩膜层的保护，进行栅槽区域的高能离子注入形成栅注入区域；

9）湿法去除碳化硅表面光刻掩膜层及介质掩膜层。

2.根据权利要求1所述碳化硅静电感应晶体管减小栅长的方法，其特征在于，所述的碳化硅材料为碳化硅衬底上生长了一层或多层碳化硅薄膜的外延片。

3.根据权利要求1所述碳化硅静电感应晶体管减小栅长的方法，其特征在于所述的第一种介质掩膜层为二氧化硅或者氮氧化硅，采用化学气相淀积方法为感应耦合等离子体增强化学气相淀积方法（ICP-PECVD）或者等离子体增强化学气相淀积方法（PECVD），第一种介质掩膜层的厚度为2um～4um，采用的干法刻蚀方法为感应耦合等离子体刻蚀（ICP）。

4.根据权利要求1所述碳化硅静电感应晶体管减小栅长的方法，其特征在于所述的第一种介质掩膜层表面涂覆光敏掩膜层的方法包括以下步骤：

1）采用蒸汽喷涂法将粘附剂HMDS涂覆在第一种介质掩膜层表面；  

2）将AZ系列光刻胶涂覆到粘附剂表面形成光敏掩膜层，且该光敏掩膜层厚度为6μm～12μm；采用的干法刻蚀方法为感应耦合等离子体刻蚀（ICP）。

5.根据权利要求1所述碳化硅静电感应晶体管减小栅长的方法，其特征在于所述的曝光操作时的能量为300～1000mJ/cm²，使用的光刻机为手动式光刻机或者步进式光刻机，显影时间为0.5～2min；显影液采用3038显影液或441显影液1～10ml/sec。

6.根据权利要求1所述碳化硅静电感应晶体管减小栅长的方法，其特征在于所述的干法刻蚀第一种介质掩膜层的工艺包括：①采用三氟甲烷（CHF3）气体；②气体流量为5sccm～30sccm；③反应时腔体压力为0.5Pa～1Pa；④干法刻蚀时底板温度为室温；⑤干法刻蚀时上电极功率不加，下电极功率为200W～500W；⑥刻蚀采用光敏掩膜层3阻挡的第一种介质掩膜层的速率在20nm～100nm/min；⑦刻蚀光敏掩膜层与第一种介质掩膜层的刻蚀比在1：0.5～1：5，采用的干法刻蚀方法为感应耦合等离子体刻蚀（ICP）。

7. 根据权利要求1所述碳化硅静电感应晶体管减小栅长的方法，其特征在于所述的干法刻蚀碳化硅：

①采用了六氟化硫（SF₆）气体与氧气（O₂）的混合气体或者六氟化硫（SF₆）气体、氧气（O₂）和氩气（Ar）的混合气体；

②六氟化硫（SF₆）气体与氧气（O₂）的流量比例为1：1～1：5；六氟化硫（SF₆）气体、氧气（O₂）和氩气（Ar）的流量比例为1：1：2～7：8：5；

③反应时腔体压力为0.3Pa～1.5Pa；

④干法刻蚀时底板温度为室温到80℃；

⑤干法刻蚀时上电极功率300W～800W，下电极功率为3W～50W；

⑥刻蚀采用二氧化硅或氮氧化硅阻挡层刻蚀碳化硅的速率在20nm～300nm/min。