[发明专利]一种平缓光滑侧壁形貌的SiC刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及SiC器件的制作技术，具体涉及一种平缓光滑侧壁形貌的SiC刻蚀方法。

背景技术

半导体刻蚀既是半导体表面加工的一种方法，也是半导体器件制备工艺中很重要的图形化手段。

在SiC材料的刻蚀中，SiC材料的高硬度和化学稳定性使其只能在高温下(约1200摄氏度)进行腐蚀，这种高温加工工艺既不能满足人们在器件制造中所要求的刻蚀精度，也为刻蚀掩膜材料的选择造成极大的困难，为此现今广泛采用干法刻蚀工艺对SiC材料进行刻蚀。平缓台阶形貌的SiC刻蚀方法SiC材料的干法刻蚀工艺一般为：SiC材料清洗、沉积掩膜层、光刻、湿法腐蚀掩膜层、去胶、干法刻蚀SiC材料。采用该方法获得的台阶一般较平缓，但是特征线宽确由于侧向钻蚀而变细或加宽，因此对于器件的设计或者加工制备都增加了难度或不确定性。在SiC高压器件中，特征线宽的改变会极大的影响器件的性能，如由于终端线宽的改变导致击穿电压降低、反向电流增加等。因此保证设计尺寸精度的平缓光滑的SiC刻蚀侧壁形貌是器件制备成功的基本保证。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种平缓光滑侧壁形貌的SiC刻蚀方法，本发明改变了以往只采用湿法腐蚀掩膜层工艺，从而解决了湿法腐蚀产生的侧蚀导致掩膜条宽变窄的问题，该方法可以有效便捷的获得平缓光滑侧壁的SiC刻蚀形貌。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种平缓光滑侧壁形貌的SiC刻蚀方法，所述方法内包括依次进行的SiC材料清洗、沉积疏松掩膜层（疏松掩膜层的密度小于相应单晶掩膜层密度的95%）、光刻、去胶和干法刻蚀SiC材料步骤，其改进之处在于，在步骤光刻和去胶之间增加依次进行的干法刻蚀疏松掩膜层和湿法腐蚀光滑掩膜层步骤，通过控制平缓光滑侧壁形貌的掩膜，获得平缓光滑侧壁形貌的SiC。

进一步地，所述SiC材料清洗包括如下清洗步骤：

（1）采用1#清洗液：氨水：双氧水：纯水=1:1:5，温度70°，时间5分；2#清洗液：盐酸：双氧水：纯水=1:1:5，温度70°时间5分；BOE清洗液：氢氟酸：氟化铵=1:20，常温，时间30秒；丙酮超声5分；异丙醇超声5分；DI水冲洗5分，烘干，待用；或

（2）采用1#清洗液：氨水：双氧水：纯水=1:1:5，温度70°，时间5分；BOE清洗液：氢氟酸：氟化铵=1:20，常温，时间30秒；2#清洗液：盐酸：双氧水：纯水=1:1:5，温度70°时间5分；BOE清洗液：氢氟酸：氟化铵=1:20，常温，时间30秒；异丙醇超声5分；丙酮超声5分；异丙醇超声5分；DI水冲洗5分，烘干，待用。

进一步地，所述疏松掩膜层包括疏松氧化硅和疏松氮化硅、疏松氮氧硅硬掩膜层；沉积掩疏松膜层包括室温条件下的离子体增强化学气相沉积方法PECVD、等离子体化学气相淀积ICPCVD和物理气相沉积方法PVD。

进一步地，所述光刻包括涂胶、前烘、曝光、后烘、显影和坚膜工艺步骤。

进一步地，所述干法刻蚀疏松掩膜层包括反应离子刻蚀疏松掩膜层和感应耦合等离子体刻蚀疏松掩膜层。

进一步地，所述湿法腐蚀光滑掩膜层包括采用BOE清腐蚀液对干法刻蚀形成的掩膜层进行腐蚀，以使掩膜层光滑。

进一步地，所述去胶包括丙酮浸泡、去胶剂去除、氧等离子体去胶、曝光后显影液去胶以及上述一种以上的组合去胶方式。

进一步地，所述干法刻蚀SiC材料包括反应离子刻蚀SiC材料和感应耦合等离子体刻蚀SiC材料。

与现有技术比，本发明达到的有益效果是：

本发明改变了以往只采用湿法腐蚀掩膜层工艺，从而解决了湿法腐蚀产生的侧蚀导致掩膜条宽变窄的问题，解决传统方法的工艺缺陷，该方法工艺窗口很宽，该方法可以有效便捷的获得平缓光滑侧壁的SiC刻蚀形貌，实现图形精确传递的工艺技术，且该方法便捷快速，经济可靠。

附图说明

图1是本发明提供的沉积疏松掩膜层后SiC材料的结构示意图；

图2是本发明提供的光刻后SiC材料的结构示意图；

图3是本发明提供的干法刻蚀疏松掩膜层后SiC材料的结构示意图；

图4是本发明提供的湿法腐蚀光滑掩膜层光滑侧壁形貌的结构示意图；

图5是本发明提供的去胶后的光滑侧壁形貌的结构示意图；

图6是本发明提供的干法刻蚀SiC材料后的平缓光滑侧壁形貌的结构示意图；

其中，1-待刻蚀的SiC材料；2-疏松掩膜层；3-光刻胶；