[发明专利]沟槽的刻蚀方法、碳化硅器件的制备方法及碳化硅器件有效

专利信息
申请号: 202010838550.6 申请日: 2020-08-19
公开(公告)号: CN111986991B 公开(公告)日: 2023-06-23
发明(设计)人: 刘启军;王亚飞;李诚瞻;陈喜明;赵艳黎;郑昌伟;张超;罗海辉 申请(专利权)人: 株洲中车时代半导体有限公司
主分类号: H01L21/04 分类号: H01L21/04;H01L21/033;H01L29/78;H01L29/06
代理公司: 北京聿宏知识产权代理有限公司 11372 代理人: 吴大建;金淼
地址: 412001 湖南省株洲市石峰*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 沟槽 刻蚀 方法 碳化硅 器件 制备
【权利要求书】:

1.一种沟槽的刻蚀方法,其特征在于,包括:

提供第一导电类型碳化硅衬底,并在所述衬底上方形成第一导电类型漂移层;

在所述漂移层上方形成氧化层;

在所述氧化层上方形成光刻胶掩膜层,并对所述光刻胶掩膜层进行图案化处理,以在所述光刻胶掩膜层上形成第一刻蚀窗口;

通过所述第一刻蚀窗口,采用湿法刻蚀的工艺刻蚀所述第一刻蚀窗口下方的所述氧化层,以在所述氧化层上形成第二刻蚀窗口;

去除所述光刻胶掩膜层,对所述氧化层进行化学机械平坦化处理,以去除预设厚度的所述氧化层并对所述第二刻蚀窗口进行优化,从而在剩余的所述氧化层上形成呈等腰梯形的第三刻蚀窗口;其中,所述第三刻蚀窗口的侧壁相对于其底部的倾角为130°至140°;

通过所述第三刻蚀窗口,采用干法刻蚀的工艺刻蚀所述第三刻蚀窗口下方的所述漂移层,以在所述漂移层的表面内形成呈等腰梯形的沟槽;其中,所述沟槽的侧壁相对于其底部的倾角等于所述第三刻蚀窗口的侧壁相对于其底部的倾角;

去除剩余的所述氧化层。

2.根据权利要求1所述的沟槽的刻蚀方法,其特征在于,所述沟槽的深度为1至2um。

3.根据权利要求1所述的沟槽的刻蚀方法,其特征在于,

所述第一刻蚀窗口的底部宽度为0.8μm;

所述第三刻蚀窗口的底部宽度小于或等于1.5μm。

4.一种碳化硅器件的制备方法,其特征在于,包括:

提供第一导电类型碳化硅衬底,并在所述衬底上方形成第一导电类型漂移层;

在所述漂移层表面内形成多个间隔设置的第二导电类型阱区,并在相邻两个所述阱区之间的所述漂移层表面内形成第二导电类型屏蔽区;其中,所述屏蔽区不与所述阱区接触;

在所述漂移层上方形成氧化层;

在所述氧化层上方形成光刻胶掩膜层,并对所述光刻胶掩膜层进行图案化处理,以在所述光刻胶掩膜层上于所述屏蔽区的对应位置处形成第一刻蚀窗口;

通过所述第一刻蚀窗口,采用湿法刻蚀的工艺刻蚀所述第一刻蚀窗口下方的所述氧化层,以在所述氧化层上于所述屏蔽区的对应位置处形成第二刻蚀窗口;

去除所述光刻胶掩膜层,对所述氧化层进行化学机械平坦化处理,以去除预设厚度的所述氧化层并对所述第二刻蚀窗口进行优化,从而在剩余的所述氧化层上于所述屏蔽区的对应位置处形成呈等腰梯形的第三刻蚀窗口;其中,所述第三刻蚀窗口的侧壁相对于其底部的倾角为130°至140°;

通过所述第三刻蚀窗口,采用干法刻蚀的工艺刻蚀所述第三刻蚀窗口下方的所述漂移层,以刻蚀掉部分所述屏蔽区并在所述漂移层表面内于所述屏蔽区的对应位置处形成呈等腰梯形的沟槽;其中,所述沟槽的侧壁相对于其底部的倾角等于所述第三刻蚀窗口的侧壁相对于其底部的倾角,所述沟槽的侧壁不与所述阱区接触,所述屏蔽区的剩余部分位于所述沟槽下方;

去除剩余的所述氧化层;

在所述沟槽的侧壁和底部形成与所述沟槽两侧的所述漂移层形成肖特基接触的肖特基金属层。

5.根据权利要求4所述的碳化硅器件的制备方法,其特征在于,所述沟槽的深度为1至2um。

6.根据权利要求4所述的碳化硅器件的制备方法,其特征在于,

所述第一刻蚀窗口的底部宽度为0.8μm;

所述第三刻蚀窗口的底部宽度小于或等于1.5μm。

7.根据权利要求4所述的碳化硅器件的制备方法,其特征在于,在所述漂移层表面内形成多个间隔设置的第二导电类型阱区,并在相邻两个所述阱区之间的所述漂移层表面内形成第二导电类型屏蔽区的步骤之后,还包括以下步骤:

在所述阱区表面内形成第二导电类型第一源区;

在所述阱区表面内于所述第一源区两侧形成第一导电类型第二源区;其中,所述阱区表面的两侧均未被所述第一源区和所述第二源区完全覆盖。

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