[发明专利]半导体刻蚀设备和碳化硅晶片的刻蚀方法

说明书

本发明公开一种半导体刻蚀设备和碳化硅晶片的刻蚀方法，半导体刻蚀设备包括工艺腔室，所述工艺腔室内设置有磁控溅射组件，所述磁控溅射组件安装于所述工艺腔室的侧壁上，位于所述工艺腔室中用于承载晶片的承载件上方，所述磁控溅射组件包括基座组件和遮挡组件，所述基座组件用于固定靶材并吸引等离子轰击所述靶材，所述遮挡组件可旋转，用于选择性地遮挡所述靶材。采用上述半导体刻蚀设备对碳化硅晶片进行刻蚀，可以解决形成的刻蚀结构的侧壁和底面近乎垂直，会引起尖端放电现象，从而容易损坏器件的问题。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种半导体刻蚀设备和碳化硅晶片的刻蚀方法。

背景技术

碳化硅(SiC)材料作为第三代宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大、热导率高、击穿电场强度大、饱和电子漂移速度大和能承受极端环境变化等一系列优点，使得SiC材料在高温、高频、大功率、光电子及抗辐射等方面有极大的应用潜力。目前碳化硅材料主要是被应用到电子器件的制备中。

碳化硅材料的硬度很高，化学性质十分稳定，一般采用干法刻蚀对碳化硅晶片进行刻蚀，通常来说，在刻蚀碳化硅晶片的过程中，容易出现沟槽的底壁较为平坦的情况，在这种情况下，沟槽的侧壁与沟槽的底面近乎垂直，这会引起尖端放电现象，从而容易损坏器件。

发明内容

本发明公开一种半导体刻蚀设备和碳化硅晶片的刻蚀方法，以解决目前刻蚀碳化硅晶片时，形成的刻蚀结构的侧壁和底面近乎垂直，会引起尖端放电现象，从而容易损坏器件的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明实施例公开一种半导体刻蚀设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室内设置有磁控溅射组件，所述磁控溅射组件安装于所述工艺腔室的侧壁上，位于所述工艺腔室中用于承载晶片的承载件上方，所述磁控溅射组件包括基座组件和遮挡组件，所述基座组件用于固定靶材并吸引等离子轰击所述靶材，所述遮挡组件可旋转，用于选择性地遮挡所述靶材。

第二方面，本发明实施例公开一种碳化硅晶片的刻蚀方法，应用于上述半导体刻蚀设备中，刻蚀方法包括：

传输步，将表面具有图形化掩膜的碳化硅晶片传入工艺腔室中；

溅射步，旋转遮挡组件，使所述遮挡组件不遮挡靶材，向所述工艺腔室中通入溅射气体，将所述溅射气体激发为等离子体，轰击所述靶材，在所述掩膜的侧壁上沉积防护层；

刻蚀步，旋转所述遮挡组件，使所述遮挡组件遮挡所述靶材，向所述工艺腔室中通入刻蚀气体，将所述刻蚀气体激发为等离子体，基于所述掩膜和所述防护层，刻蚀所述碳化硅晶片。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例公开一种半导体刻蚀设备，其包括磁控溅射组件，这使得半导体刻蚀设备具备磁控溅射能力，从而可以通过溅射的方式在掩膜的侧壁上形成防护层，溅射形成的防护层可以加强对掩膜和刻蚀结构的侧壁的保护，从而使刻蚀结构的中心区域的被刻蚀速率大于边缘的被刻蚀速率，有利于形成底面圆滑的刻蚀结构，以防止刻蚀结构的底面与侧壁相互垂直，进而防止碳化硅晶片发生尖端放电现象，降低器件的损坏率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例公开的半导体刻蚀设备的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的半导体刻蚀设备中磁溅射组件的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的半导体刻蚀设备中磁溅射组件中部分结构的分解示意图；

图4为采用本申请实施例公开的刻蚀方法刻蚀碳化硅晶片的原理示意图；