[发明专利]一种SiC沟槽的刻蚀方法

说明书

本发明涉及一种SiC沟槽的刻蚀方法，属于半导体加工技术领域，用于解决刻蚀后沟槽的侧壁粗糙度远高于外延和抛光过的晶圆表面，过高的粗糙度会降低导电沟道的迁移率和栅氧可靠性的问题。所述方法包括：在碳化硅基质表面制备图形化的掩膜层；对所述掩膜层进行图形优化；利用所述图形优化后的掩膜层对所述碳化硅基质进行刻蚀。本发明提供的技术方案能够降低刻蚀后碳化硅的侧壁粗糙度和表面波纹度，并保证器件的电学性能。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种SiC沟槽的刻蚀方法。

背景技术

碳化硅(SiC)是第三代宽禁带半导体材料中的典型代表，由于其优异的物理化学特性，使其在高温、大功率应用中有着重要需求。

目前碳化硅的刻蚀技术是在碳化硅晶圆表面依次设置掩膜层和光刻胶层，再在光刻胶层上生成图案，之后经过两次刻蚀完成对碳化硅晶圆的加工。

然而，刻蚀后形成的侧壁粗糙度远高于外延和抛光过的晶圆表面，过高的粗糙度会降低导电沟道的迁移率和栅氧可靠性，进而影响器件的实际性能。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种SiC沟槽的刻蚀方法，以解决刻蚀后形成的侧壁粗糙度远高于外延和抛光过的晶圆表面，过高的粗糙度会降低导电沟道的迁移率和栅氧可靠性。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供了一种SiC沟槽的刻蚀方法，包括：

在碳化硅基质表面制备图形化的掩膜层；

对所述掩膜层进行图形优化；

利用所述图形优化后的掩膜层对所述碳化硅基质进行刻蚀。

进一步地，步骤1、在碳化硅基质上制备掩膜层，沿远离碳化硅基质表面方向，所述掩膜层依次包括：第一掩膜介质层和第二掩膜介质层；

步骤2、对所述第二掩膜介质层进行图形化；

步骤3、以所述第二掩膜介质层为掩膜刻蚀所述第一掩膜介质层，将第二掩膜介质层上的图形传导转移到第一掩膜介质层上；完成第一掩膜介质层图形化后去除残留的第二掩膜介质层并清洗衬底；

步骤4、采用回流工艺对所述第一掩膜介质层形貌进行调整；

步骤5、以所述第一掩膜介质层为掩膜刻蚀碳化硅基质，形成所需的沟槽结构。

进一步地，所述第一掩膜介质层的材料为非晶体，所述第一掩膜介质层的回流温度小于所述碳化硅基质的晶型重构温度；

所述第一掩膜介质层与所述碳化硅基质的刻蚀选择比为2-3。

进一步地，所述第一掩膜介质层的材料为磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。

进一步地，所述第一掩膜介质层与所述第二掩膜介质层的厚度比为1:2-1:3。

进一步地，所述第一掩膜介质层与所述碳化硅基质的刻蚀选择比为2-3，所述第一掩膜介质层与所述碳化硅基质的厚度比为1:2。

进一步地，第一掩膜介质层的厚度为0.5μm-0.6μm，第一掩膜层通过CVD工艺形成。

进一步地，第二掩膜介质层的厚度为1.2μm-1.8μm，第二掩膜层通过旋涂固化方式形成。

进一步地，所述步骤4，包括：

在惰性气体和加热温度800℃-1200℃的条件下，加热30min-60min。

进一步地，所述回流后的第一掩膜介质层的底角不小于45°。

进一步地，刻蚀完成后，碳化硅的沟槽侧面垂直于沟槽底面。