[发明专利]一种用皮秒激光照射制备碳化硅结构的方法

说明书

为了解决现有技术中碳化硅刻蚀效率低的问题，本发明提供了一种用皮秒激光照射制备碳化硅结构的方法，包括以下步骤：S100：清洗碳化硅晶片；S200：通过皮秒激光照射碳化硅待刻蚀区域；S300：采用干法刻蚀机对碳化硅样品进行干法刻蚀，形成刻蚀沟槽；S400：干法刻蚀完毕之后去除刻蚀掩膜层；S500：去除刻蚀沟槽侧壁和沟槽底部的刻蚀损伤层。本发明在具体使用中，将碳化硅清洗后通过皮秒激光束照射碳化硅待刻蚀区域的表面，持续一定时间后，破坏该区域深度范围内碳化硅材料的碳硅键，提高该区域碳化硅的干法刻蚀速度，刻蚀效率高。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，涉及一种碳化硅结构，尤其涉及一种用皮秒激光照射制备碳化硅结构的方法。

背景技术

碳化硅（SiC）具有出色的物理和化学性质，由于其优良的材料性能，以碳化硅材料（SiC）为基础的半导体器件正得到广泛的关注和应用。但是极高的材料强度, 也带来工艺方面的挑战，由于碳化硅材料的碳硅键键能（C-Si）强，化学性质极其稳定，因此难以应用半导体工业中传统的刻蚀工艺。

例如,若采用传统的湿法刻蚀，其需要在500摄氏度左右高温的碱溶液中进行；若采用传统的干法刻蚀，不仅刻蚀速度非常慢，同时需要很厚的干法刻蚀掩模，影响相关的光刻和掩模干刻工艺，并且长时间的干法刻蚀，会使得晶圆表面，以及刻蚀设备腔室内壁积累大量的难以去除的副产物，影响质量和效率。

因此现有技术中对碳化硅的腐蚀存在效率低的问题。为了提高刻蚀效率，中国专利文献CN103441063A公开了一种碳化硅微结构的制备方法，该制备方法是通过在气体环境中，利用飞秒激光辐照，通过扫描的方式，在碳化硅基片上诱导产生碳化硅基折射率变化结构，再通过氢氟酸和硝酸的混合液腐蚀，去除折射率变化区域，从而制备碳化硅微结构。这种方式虽然提高效率，但因飞秒激光能量大，对材料的破坏性强，导致在湿法腐蚀过程中，对需要的碳化硅材料同样被刻蚀掉，很难形成一个完整的碳化硅结构，因此在实际使用时这种方法应用极少。

发明内容

为了解决现有技术中碳化硅刻蚀效率低的问题，本发明提供了一种用皮秒激光照射制备碳化硅结构的方法，其目的在于提高碳化硅的刻蚀效率，并且工艺简单。

本发明是这样实现的，一种用皮秒激光照射制备碳化硅结构的方法，包括以下步骤：

S100：清洗碳化硅晶片，留存待用；

S200：将碳化硅晶片固定在工装上，通过皮秒激光照射碳化硅待刻蚀区域；

S300：使用介质膜作为干法刻蚀阻挡层，采用干法刻蚀机对碳化硅样品进行干法刻蚀，形成刻蚀沟槽；

S400：干法刻蚀完毕之后去除刻蚀掩膜层；

S500：去除刻蚀沟槽侧壁和沟槽底部的刻蚀损伤层。

进一步地，所述第S500步骤中包括通过氢气去除刻蚀损伤层。

进一步地，所述第S500步骤中包括通过氧气去除刻蚀损伤层。

本发明在具体使用中，将碳化硅清洗后通过皮秒激光束照射碳化硅待刻蚀区域的表面，持续一定时间后，破坏该区域深度范围内碳化硅材料的碳硅键，提高该区域碳化硅的干法刻蚀速度，从而提高与介质层的刻蚀比，降低对介质掩模层的厚度要求，刻蚀效率高。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本发明在具体使用中，一种用皮秒激光照射制备碳化硅结构的方法，包括以下步骤：

S100：清洗碳化硅晶片，留存待用；

S200：将碳化硅晶片固定在工装上，通过皮秒激光照射碳化硅待刻蚀区域；