一种碳化硅器件结终端制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107706108A(43)申请公布日2018.02.16(21)申请号201710942185.1(22)申请日2017.10.11(71)申请人中国科学院微电子研究所地址100029北京市朝阳区北土城西路3号(72)发明人何在田张国斌许恒宇赵妙万彩萍金智刘新宇(74)专利代理机构北京汇泽知识产权代理有限公司11228代理人张瑾(51)Int.Cl.H01L21/329(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种碳化硅器件结终端制作方法(57)摘要本发明提供一种碳化硅器件结终端制作方法，其中包括：步骤一、提供SiC衬底，并沉积氧化物介质层，用于作为第一干法刻蚀的硬掩膜层；步骤二、在氧化物介质层上旋涂光刻胶，并形成刻蚀图形；步骤三、对氧化物介质层进行第一干法刻蚀并调控工艺参数，将刻蚀图形转移到氧化物介质层并形成第一刻蚀斜坡台面；步骤四、将第一干法刻蚀后的氧化物介质层作为第二干法刻蚀的硬掩膜层，对SiC衬底进行第二干法刻蚀并控制工艺参数，将刻蚀图形转移到SiC衬底并形成第二刻蚀斜坡台面；步骤五、进行湿法刻蚀，去除残留的氧化物介质层以及光刻胶残留层，形成用于结终端的缓坡台面。本发明能够有效缓解结边缘电场集中效应，提高器件工作的可靠性。CN107706108ACN107706108A权利要求书1/1页1.一种碳化硅器件结终端制作方法，其特征在于，包括：步骤一、提供SiC衬底，并在所述SiC衬底上沉积氧化物介质层，用于作为第一干法刻蚀的硬掩膜层；步骤二、在所述氧化物介质层上旋涂光刻胶，并形成刻蚀图形；步骤三、对所述氧化物介质层进行第一干法刻蚀，并调控所述第一干法刻蚀的工艺参数，将所述刻蚀图形转移到所述氧化物介质层并形成第一刻蚀斜坡台面；步骤四、将所述第一干法刻蚀后的氧化物介质层作为第二干法刻蚀的硬掩膜层，对所述SiC衬底进行第二干法刻蚀并控制所述第二干法刻蚀的工艺参数，将所述刻蚀图形转移到所述SiC衬底并形成第二刻蚀斜坡台面；步骤五、进行湿法刻蚀，去除残留的所述氧化物介质层以及光刻胶残留层，形成用于结终端的缓坡台面。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SiC衬底的材料为4H-SiC、3C-SiC或6H-SiC。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化物介质层通过PECVD或LPCVD进行沉积。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中还包括在旋涂光刻胶之前，在所述氧化物介质层上涂覆黏附剂。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述黏附剂为HMDS黏附剂。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一干法刻蚀和所述第二干法刻蚀均为ICP刻蚀或者RIE刻蚀。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一干法刻蚀为使用CF4和Ar的混合气体的ICP刻蚀，所述第二干法刻蚀为使用SF6和Ar的混合气体的ICP刻蚀。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二干法刻蚀对所述氧化物介质层和所述SiC衬底的刻蚀选择比范围为1:1至1:5。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述湿法刻蚀的腐蚀溶液为HF溶液。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化物介质层为SiO2层。2CN107706108A说明书1/4页一种碳化硅器件结终端制作方法技术领域[0001]本发明涉及半导体功率器件技术领域，尤其涉及一种碳化硅器件结终端制作方法。背景技术[0002]相对于以硅为代表的第一代半导体和以砷化镓为代表的第二代半导体，第三代半导体材料碳化硅(SiC)具有比硅更大的禁带宽度和更高的临界击穿场强，相比同等条件下的硅功率器件，SiC的耐压程度约为硅材料的100倍，特别是近年来碳化硅器件厂商陆续推出的肖特基二极管(SBD/JBS)结构产品，耐压范围已经达到600V-1700V。同时，碳化硅具有较高的热导率和较低的本征载流子浓度，能够承受约600℃的结温，使得碳化硅器件的工作温度极限大大提高。另外，碳化硅器件的电子饱和速率较高，正向导通电阻大大减小，功率损耗大幅度地降低，适合大电流大功率运用，降低了散热设备的要求。所以碳化硅被认为是新一代高效能电力电子器件重要的发展方向，在新能源汽车、轨道交通、机车牵引、智能电网等领域具有广阔的应用前景。[0003]在碳化硅功率器件中，由于结的表面曲率效应的影响，使得器件的表面电场更加集中而高于器件内的最大电场，在未达到器件的击穿电压时，器件表面首先被击穿，导致器件失效，工作可靠性降低。而对于碳化硅肖特基二极管高压器件而言，结终端技术是缓解结边缘附近电场集中、提高器件反向击穿电压的有效手段。结终端技术通过利用刻蚀等手段，将主结边缘刻蚀成台面、曲面及深槽形状，可以改变器件中