[发明专利]碳化硅门极可关断晶闸管GTO的器件阵列与其制备方法

权利要求书

1.碳化硅门极可关断晶闸管GTO的器件阵列的制备方法，其特征在于制备工艺流程如下：

（01）对准标记刻蚀；对SiC样片进行RCA标准清洗，PECVD沉积SiO₂掩膜，光刻胶掩膜曝光，RIE干法刻蚀SiO₂，去胶之后ICP刻蚀SiC，最后再BOE溶液去除残余SiO₂掩膜及洗片便完成了对准标记刻蚀工序；

（02）器件隔离台面刻蚀：PECVD沉积SiO₂掩膜，光刻胶掩膜曝光，RIE干法刻蚀SiO₂，去胶之后ICP刻蚀SiC，最后再BOE溶液去除残余SiO₂掩膜及洗片便完成了器件隔离台面的刻蚀，SiC隔离台面刻蚀深度大于2μm；

（03）第一、二、三级倾斜台面刻蚀：旋涂光刻胶进行掩膜，然后使用设计好相应图案的光刻板进行光刻曝光及显影，接下来对SiC样片进行后烘工艺从而使光刻胶进行回流，光刻胶回流工艺之后再将SiC样片进行干法刻蚀，刻蚀使用的气体为CF₄/O₂；SiC样片达到所需的刻蚀深度之后取出，洗去剩余光刻胶得到SiC的倾斜台面刻蚀结构；使用相应的光刻板，重复数次刻蚀工艺便得到相应的多级倾斜台面刻蚀终端结构；

（04）阳极Anode刻蚀： PECVD沉积SiO₂掩膜，光刻胶掩膜曝光，RIE干法刻蚀SiO₂，去胶之后ICP刻蚀SiC到相应的设计深度，最后再BOE溶液去除残余SiO₂掩膜及洗片，便完成了阳极Anode的刻蚀；

（05）门极Gate离子注入：以SiO₂为阻挡掩膜对器件台面的Gate区域进行N元素离子注入；

（06）器件表面钝化：采用热氧化+PECVD淀积SiO₂的两步钝化法进行器件表面的钝化处理；

（07）淀积Anode、Gate及cathode欧姆接触电极：采用反转胶剥离金属的方法制备正面的Anode及Gate欧姆接触电极，之后将SiC样片翻转于背面淀积cathode欧姆接触电极；

（08）合金退火：对淀积的欧姆接触电极的金属进行RTA快速热退火；

（09）开SiO₂窗口：使用PECVD淀积SiO₂，旋涂正胶光刻及显影，采用RIE干法刻蚀或BOE溶液湿法腐蚀的方法在Anode电极上及台面中心的Gate区域打开SiO₂窗口，之后丙酮+乙醇洗去残余光刻胶；

（10）淀积金属覆盖层：采用反转胶剥离或腐蚀液湿法腐蚀的方法生成金属覆盖图形；

（11）将样片中的GTO器件阵列划片分离，完成封装；

根据上述方法制备得到的器件阵列是由至少两个碳化硅门极可关断晶闸管的器件单元形成的阵列结构；所述器件单元的GTO门极位于器件单元的台面中央，并与位于器件单元的台面两侧的GTO阳极构成叉指结构，阴极位于器件单元的衬底背面；当器件单元封装时，按照器件阵列的布局设计将所有器件单元的门极均向下引出到封装结构，将所有器件单元的阳极向与门极相反方向引出，背面的阴极则与热沉底座直接相连。

2.如权利要求1所述的碳化硅门极可关断晶闸管GTO的器件阵列的制备方法，其特征在于：步骤（07）中的Anode、Gate及cathode欧姆接触电极金属均是基于Ni/Ti/Al/Au的金属叠层。

3.如权利要求1所述的碳化硅门极可关断晶闸管GTO的器件阵列的制备方法，其特征在于：步骤（10）中的沉淀金属覆盖层的金属为Al/Au金属叠层。