本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體微電子器件制備技術(shù),具體涉及一種SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法。
背景技術(shù):
碳化硅材料臨界場強高、禁帶寬度大,成為在大功率、高溫、高壓等應(yīng)用領(lǐng)域非常受歡迎的半導(dǎo)體材料。碳化硅器件的比導(dǎo)通電阻比同類硅器件小兩個數(shù)量級,工作頻率10倍于硅,輻射耐受量10倍于硅,單個器件可承受的電壓可達硅器件的10倍,芯片功率密度可達硅器件的10倍到30倍,碳化硅模塊的體積重量與硅模塊相比可減少80%,系統(tǒng)損耗可降低30%到70%。
目前,SiC器件的制造普遍沿用平面工藝,而平面工藝面臨很多二維(圓柱形)或三維(球形)效應(yīng),例如電場集中效應(yīng)等。當器件反向偏置時,第一種導(dǎo)電類型區(qū)域的拐角處電場受到擁擠,進而產(chǎn)生一個電場尖峰,隨著器件的反向偏壓不斷增加,此處電場強度達到Ec時,器件即發(fā)生擊穿。一個未作終端處理的器件通常擊穿電壓為理想值的10%~20%左右,極大的限制了器件的高壓阻斷能力。
結(jié)終端技術(shù)能夠解決高壓碳化硅器件阻斷時的邊界二維效應(yīng),主要是將器件主結(jié)區(qū)域的高電壓逐步釋放,使其盡可能的迫近理論計算值。此外,在SiC器件中,結(jié)終端技術(shù)的意義還在于減小器件的表面電場,避免器件表面鈍化層的擊穿。因此,為了緩解SiC器件中電場的集中和提高器件的擊穿電壓,必須采用結(jié)終端技術(shù)。在碳化硅功率器件中,常用的平面型結(jié)終端技術(shù)有:場板FP(Field Plate)、場限環(huán)FLR(Field Limiting Ring)、結(jié)終端擴展JTE(Junction Termination Extension),以上3種終端技術(shù)各有優(yōu)缺點,為了充分發(fā)揮各終端的優(yōu)勢,常常將2種或以上的終端技術(shù)結(jié)合起來使用。
形成具有場限環(huán)或結(jié)終端擴展的SiC高壓器件終端結(jié)構(gòu)必須進行離子注入。由于SiC與Si相比具有更大的密度,因此在同能量注入的情況下,離子在SiC中能夠形成的注入深度會更小,這就需要采用更大的注入能量來進行離子注入工藝。為了提高SiC功 率器件的反向擊穿電壓,需要進一步增加器件終端結(jié)構(gòu)中離子注入的深度,有時為達到較深的注入?yún)^(qū)域,其注入能量可能需要達到MeV級別,這在通常工藝條件下很難實現(xiàn)?;谏鲜鰡栴},必須尋求更好的制作SiC器件終端結(jié)構(gòu)的方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法,能夠采用低注入能量實現(xiàn)SiC器件終端結(jié)構(gòu)的高反向擊穿電壓,該方法通過有效增加SiC器件終端結(jié)構(gòu)中離子注入的深度,提高了器件反向耐壓能力,且注入能量較低,工藝簡單,易于實現(xiàn)。
該SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法如下:
步驟一,在SiC器件終端的第二種導(dǎo)電類型的碳化硅襯底上表面淀積注入掩膜;
步驟二,對注入掩膜進行光刻,曝露出需要進行離子注入的區(qū)域;
步驟三,刻蝕注入掩膜,形成注入窗口,再刻蝕碳化硅襯底,形成刻蝕凹槽;
步驟四,去除光刻膠;
步驟五,注入第一種導(dǎo)電類型的離子,形成SiC器件終端結(jié)構(gòu)中第一種導(dǎo)電類型的離子注入?yún)^(qū)。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第一優(yōu)選技術(shù)方案,所述的終端結(jié)構(gòu)是需要進行離子注入的終端結(jié)構(gòu)。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第二優(yōu)選技術(shù)方案,所述的終端結(jié)構(gòu)是場限環(huán)結(jié)構(gòu)、結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)、或上述結(jié)構(gòu)與場板或刻蝕終端結(jié)構(gòu)的任意組合。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第三優(yōu)選技術(shù)方案,所述第二種導(dǎo)電類型為P型或N型。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第四優(yōu)選技術(shù)方案,所述碳化硅襯底是4H-SiC、6H-SiC或3C-SiC。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第五優(yōu)選技術(shù)方案,所述注入掩膜是氧化硅、氮化硅、非晶硅、金屬薄膜、光刻膠中一種或幾種不同薄膜組合的層疊結(jié)構(gòu)。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第六優(yōu)選技術(shù)方案,所述注入掩膜的形成方法是等離子體增強化學(xué)氣相沉積法(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)、低壓化學(xué)氣相沉積法(LPCVD:Low Pressure Chemical Vapor Deposition)、磁控濺射、熱蒸發(fā)鍍膜法中的一種或幾種組合。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第七優(yōu)選技術(shù)方案,所述注入掩膜的厚度為0.5μm~10μm。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第八優(yōu)選技術(shù)方案,步驟二中所述光刻選用的光刻膠是正性光刻膠、負性光刻膠或反轉(zhuǎn)光刻膠。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第九優(yōu)選技術(shù)方案,步驟二中所述光刻后,堅膜光刻膠。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第十優(yōu)選技術(shù)方案,所述堅膜光刻膠的方法:于50℃~350℃下,用熱板堅膜0.1min~60min或用烘箱堅膜1min~180min。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第十一優(yōu)選技術(shù)方案,步驟二中所述需要進行離子注入的區(qū)域位于SiC器件的終端結(jié)構(gòu)中。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第十二優(yōu)選技術(shù)方案,步驟二中所述需要進行離子注入的區(qū)域尺寸相同或不同。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第十三優(yōu)選技術(shù)方案,所述需要進行離子注入的區(qū)域中注入離子的濃度相同或不同。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第十四優(yōu)選技術(shù)方案,步驟三中所述刻蝕的方法是ICP刻蝕、RIE刻蝕、濕法刻蝕的一種或幾種的組合。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第十五優(yōu)選技術(shù)方案,步驟三所述刻蝕注入掩膜與刻蝕碳化硅襯底的方法相同或不同。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第十六優(yōu)選技術(shù)方案,步驟四中所述去除光刻膠的方法:有機溶劑去膠、可以為無機溶劑去膠或氧等離子體干法去膠。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第十七優(yōu)選技術(shù)方案,步驟五中所述注入第一種導(dǎo)電類型離子的方法為高溫離子注入。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第十八優(yōu)選技術(shù)方案,所述高溫離子注入的溫度大于等于500攝氏度。
所述的SiC器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法的第十九優(yōu)選技術(shù)方案,所述高溫離子注入的能量為10keV~2MeV。
和現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明方法的有益效果:
1)在采用較低離子注入能量的情況下,增大了SiC器件終端結(jié)構(gòu)中第一種導(dǎo)電類型離子注入的深度,在器件反向工作的情況下形成更厚的電壓阻擋層,充分發(fā)揮了SiC終端結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,增大了器件的反向耐壓,提高了SiC器件的性能。
2)制作工藝簡單,易于實現(xiàn)。
附圖說明
圖1:采用一般方法制作的SiC器件終端結(jié)構(gòu)橫截面示意圖;
圖2:采用本發(fā)明方法制作的SiC器件終端結(jié)構(gòu)橫截面示意圖;
圖3:實施例1中在N型碳化硅襯底上淀積3μm SiO2作為注入掩膜后的器件終端結(jié)構(gòu)橫截面示意圖;
圖4:實施例1中對SiO2層進行光刻的器件橫截面示意圖;
圖5:實施例1中RIE刻蝕SiO2注入掩膜形成終端結(jié)構(gòu)中離子注入窗口后的器件橫截面示意圖;
圖6:實施例1中采用ICP方式繼續(xù)刻蝕N型碳化硅襯底,形成刻蝕凹槽后的器件 橫截面示意圖;
圖7:實施例1中去除正性光刻膠后器件的橫截面示意圖;
圖8:實施例1中離子注入形成SiC器件終端結(jié)構(gòu)中P型注入?yún)^(qū)的橫截面示意圖。
圖9:實施例1中形成具有場限環(huán)及浮空場板終端結(jié)構(gòu)的碳化硅器件的橫截面示意圖。
圖10:實施例2中對SiO2層進行光刻的器件橫截面示意圖;
圖11:實施例2中RIE刻蝕SiO2注入掩膜形成終端結(jié)構(gòu)中離子注入窗口后的器件橫截面示意圖;
圖12:實施例2中采用ICP方式繼續(xù)刻蝕N型碳化硅襯底,形成刻蝕凹槽后的器件橫截面示意圖;
圖13:實施例2中去除正性光刻膠后器件的橫截面示意圖;
圖14:實施例2中離子注入形成SiC器件終端結(jié)構(gòu)中P型注入?yún)^(qū)的橫截面示意圖。
圖15:實施例2中形成的具有JTE終端結(jié)構(gòu)的碳化硅器件的橫截面示意圖。
圖16:實施例3中在N型碳化硅襯底上淀積SiO2及Si3N4層作為注入掩膜的器件橫截面示意圖;
圖17:實施例3中對SiO2及Si3N4層進行光刻的器件橫截面示意圖;
圖18:實施例3中刻蝕SiO2及Si3N4注入掩膜形成場限環(huán)終端離子注入窗口后的器件橫截面示意圖;
圖19:實施例3中繼續(xù)刻蝕N型碳化硅襯底,形成刻蝕凹槽后的器件橫截面示意圖;
圖20:實施例3中去除正性光刻膠后器件的橫截面示意圖;
圖21:實施例3中離子注入場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)中P型注入?yún)^(qū)的器件橫截面示意圖。
圖22:實施例3中形成的具有場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)的碳化硅器件橫截面示意圖。
圖23:實施例4中對形成JTE結(jié)構(gòu)SiO2離子注入掩膜進行光刻的器件橫截面示意圖。
圖24:實施例4中使用ICP工藝刻蝕SiO2掩膜后形成JTE結(jié)構(gòu)離子注入掩膜的器件橫截面示意圖。
圖25:實施例4中繼續(xù)使用ICP刻蝕SiO2掩膜下的SiC材料形成用于JTE結(jié)構(gòu)離子注入刻蝕凹槽的器件橫截面示意圖。
圖26:實施例4中去除SiO2上光刻膠后的器件橫截面示意圖。
圖27:實施例4中對JTE結(jié)構(gòu)進行第一種摻雜濃度的P型離子注入的器件橫截面示意圖。
圖28:實施例4中第二次淀積SiO2層的器件橫截面示意圖。
圖29:實施例4中光刻注入掩膜,形成場限環(huán)結(jié)構(gòu)離子注入掩膜的刻蝕阻擋層的器件橫截面示意圖。
圖30:實施例4中使用ICP工藝刻蝕SiO2掩膜,形成場限環(huán)結(jié)構(gòu)離子注入窗口的器件橫截面示意圖。
圖31:實施例4中繼續(xù)使用ICP刻蝕SiO2掩膜下的SiC材料,形成場限環(huán)結(jié)構(gòu)離子注入刻蝕凹槽的器件橫截面示意圖。
圖32:實施例4中第二次去除光刻膠后的器件橫截面示意圖。
圖33:實施例4中,對場限環(huán)結(jié)構(gòu)進行第二種摻雜濃度的P型離子注入的器件橫截面示意圖。
圖34:實施例4中形成的具有JTE及場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)的器件橫截面示意圖。
附圖標記說明
1 N型碳化硅襯底
2 SiO2離子注入掩膜
3 P型注入離子
4 P型離子注入?yún)^(qū)
6 鈍化層
7 主節(jié)
8 9920正性光刻膠
9 用于正性光刻膠光刻的掩膜板
10 紫外線
11 浮空場板
12 Si3N4離子注入掩膜
具體實施方式
采用通常方法形成的SiC器件終端結(jié)構(gòu)如圖1所示,由于離子注入的能量受到工藝條件的限制,終端結(jié)構(gòu)中離子注入?yún)^(qū)4的深度一般在0.4μm~0.6μm,限制了器件反向耐壓的進一步提高。
本發(fā)明的內(nèi)容主要是在形成SiC器件終端結(jié)構(gòu)離子注入?yún)^(qū)時,完成對注入掩膜2的窗口刻蝕之后,繼續(xù)刻蝕碳化硅襯底1,形成刻蝕凹槽,接著進行第一種導(dǎo)電類型的離子3的注入,形成深度更大的第一種導(dǎo)電類型離子注入?yún)^(qū),如圖2所示,增大了器件的反向耐壓。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。此外,本發(fā)明不限于以 下的實施方式。在與本發(fā)明相同和均等的范圍內(nèi),可對以下的實施方式做出各種變更。
實施例1
具體工藝流程如下:
步驟一,準備具有N型碳化硅外延層的N型碳化硅襯底1,進行樣品清洗。使用硫酸與雙氧水構(gòu)成的3#液對樣品進行清洗,使用氨水、雙氧水、水構(gòu)成的1#液以及鹽酸、雙氧水、水構(gòu)成的2#液和緩沖氧化層刻蝕劑(BOE:Buffered Oxide Etchant)溶液對樣品進行清洗,再使用丙酮、乙醇、去離子水清洗樣品,之后甩干樣品。
步驟二,參照圖3,在清洗完畢的N型碳化硅襯底1上采用PECVD方法生長離子注入掩膜SiO22約3μm。
步驟三:參照圖4,光刻注入掩膜,形成場限環(huán)結(jié)構(gòu)離子注入掩膜的刻蝕阻擋層。在N型碳化硅襯底上旋涂9920正性光刻膠8,在熱板上對樣品進行前烘,使用用于正性光刻膠光刻的掩膜板9,對樣品在紫外光10下進行曝光操作,掩膜板9透光的位置為終端結(jié)構(gòu)中需要進行離子注入的區(qū)域,不透光的位置為不需要進行離子注入的區(qū)域,曝光完成后,需要進行離子注入?yún)^(qū)域的正性光刻膠8變性,可以被顯影液刻蝕掉,不需要進行離子注入的區(qū)域不被顯影液刻蝕掉,用烘箱對樣品進行堅膜操作,SiO2刻蝕阻擋層制作完畢。
步驟四:參照圖5,使用RIE工藝刻蝕SiO2掩膜,經(jīng)過約15分鐘的刻蝕過程,SiO2材料刻蝕完畢,此時終端結(jié)構(gòu)中需要進行離子注入的區(qū)域沒有SiO2掩膜保護,不需要進行離子注入的區(qū)域有SiO2掩膜保護。
步驟五:將制作好SiO2掩膜的樣品從RIE刻蝕設(shè)備中取出,立即放入ICP刻蝕機中進行刻蝕,繼續(xù)使用ICP刻蝕SiO2掩膜下的SiC材料,刻蝕氣體為SF6和O2,經(jīng)過約5分鐘,大約刻蝕深度為滿足刻蝕要求,參照圖6。
步驟六:使用正膠去膜劑去除SiO2上的光刻膠,參照圖7,此時SiO2離子注入掩膜制作完畢。
步驟七:參照圖8,使用高溫離子注入機進行P型離子注入,形成器件終端結(jié)構(gòu)中的P型注入?yún)^(qū),由于碳化硅襯底上具有刻蝕凹槽,離子注入的深度比采用一般方法增大0.1μm~1μm。
利用上述步驟,經(jīng)后續(xù)背電極工藝、正面電極工藝及場板工藝后,完成本實施例的一種采用低注入能量實現(xiàn)SiC器件高反向擊穿電壓終端結(jié)構(gòu)方法制作的具有場限環(huán)及浮空場板終端結(jié)構(gòu)的器件,參照圖9。
實施例2
具體工藝流程如下:
步驟一,準備具有N型碳化硅外延層的N型碳化硅襯底1,進行樣品清洗。使用硫酸與雙氧水構(gòu)成的3#液對樣品進行清洗,使用氨水、雙氧水、水構(gòu)成的1#液以及鹽酸、雙氧水、水構(gòu)成的2#液和緩沖氧化層刻蝕劑(BOE:Buffered Oxide Etchant)溶液對樣品進行清洗,再使用丙酮、乙醇、去離子水清洗樣品,之后甩干樣品。
步驟二,在清洗完畢的N型碳化硅襯底1上采用PECVD方法生長離子注入掩膜SiO22約3μm。
步驟三:參照圖10,光刻注入掩膜,形成JTE結(jié)構(gòu)離子注入掩膜的刻蝕阻擋層。在N型碳化硅襯底上旋涂9920正性光刻膠8,在熱板上對樣品進行前烘,使用用于正性光刻膠光刻的掩膜板9,對樣品在紫外光10下進行曝光操作,掩膜板9透光的位置為終端結(jié)構(gòu)中需要進行離子注入的區(qū)域,不透光的位置為不需要進行離子注入的區(qū)域,曝光完成后,需要進行離子注入?yún)^(qū)域的正性光刻膠8變性,可以被顯影液刻蝕掉,不需要進行離子注入的區(qū)域不被顯影液刻蝕掉,用烘箱對樣品進行堅膜操作,SiO2刻蝕阻擋層制作完畢。
步驟四:參照圖11,使用RIE工藝刻蝕SiO2掩膜,經(jīng)過約15分鐘的刻蝕過程,SiO2材料刻蝕完畢,此時終端結(jié)構(gòu)中需要進行離子注入的區(qū)域沒有SiO2掩膜保護,不需要進行離子注入的區(qū)域有SiO2掩膜保護。
步驟五:將制作好SiO2掩膜的樣品從RIE刻蝕設(shè)備中取出,立即放入ICP刻蝕機 中進行刻蝕,繼續(xù)使用ICP刻蝕SiO2掩膜下的SiC材料,刻蝕氣體為SF6和O2,經(jīng)過約5分鐘,大約刻蝕深度為滿足刻蝕要求,參照圖12。
步驟六:使用正膠去膜劑去除SiO2上的光刻膠,參照圖13,此時SiO2離子注入掩膜制作完畢。
步驟七:參照圖14,使用高溫離子注入機進行P型離子注入,形成器件終端結(jié)構(gòu)中的P型注入?yún)^(qū),由于碳化硅襯底上具有刻蝕凹槽,離子注入的深度比采用一般方法增大0.1μm~1μm。
步驟八:利用上述步驟,經(jīng)后續(xù)背電極工藝、正面電極工藝及鈍化工藝后,完成本實施例的一種采用低注入能量實現(xiàn)SiC器件高反向擊穿電壓終端結(jié)構(gòu)方法制作的具有JTE終端結(jié)構(gòu)的器件,參照圖15。
實施例3
步驟一:準備具有N型碳化硅外延層的N型碳化硅襯底1,進行樣品清洗。使用硫酸與雙氧水構(gòu)成的3#液對樣品進行清洗,使用氨水、雙氧水、水構(gòu)成的1#液以及鹽酸、雙氧水、水構(gòu)成的2#液和緩沖氧化層刻蝕劑BOE溶液對樣品進行清洗,再使用丙酮、乙醇、去離子水清洗樣品,之后甩干樣品。
步驟二:參照圖16,在清洗完畢的N型碳化硅襯底樣品上生長離子注入掩膜SiO2約2μm,再在SiO2掩膜上生長氮化硅掩膜0.5μm。
步驟三:參照圖17,光刻注入掩膜,形成場限環(huán)離子注入掩膜的刻蝕阻擋層。在N型碳化硅襯底上旋涂9920正性光刻膠8,在熱板上對樣品進行前烘,使用用于正性光刻膠光刻的掩膜板9,對樣品在紫外光10下進行曝光操作,掩膜板9透光的位置為需要進行離子注入的區(qū)域,不透光的位置為不需要進行離子注入的區(qū)域,曝光完成后,需要進行離子注入?yún)^(qū)域的正性光刻膠8變性,可以被顯影液刻蝕掉,不需要進行離子注入的區(qū)域不被顯影液刻蝕掉,用烘箱對樣品進行堅膜操作,Si3N4和SiO2刻蝕阻擋層制作完畢。
步驟四:參照圖18,使用RIE工藝刻蝕Si3N4和SiO2掩膜,經(jīng)過約15分鐘的刻蝕 過程,Si3N4和SiO2材料刻蝕完畢。此時需要進行離子注入的區(qū)域沒有Si3N4和SiO2掩膜保護,不需要進行離子注入的區(qū)域有Si3N4和SiO2掩膜保護。
步驟五:將樣品取出,立即放入ICP刻蝕機中進行刻蝕。繼續(xù)使用ICP刻蝕Si3N4和SiO2掩膜下的N型SiC襯底材料,刻蝕氣體為SF6和O2,經(jīng)過約5分鐘,大約刻蝕深度為滿足刻蝕要求,參照圖19。
步驟六:使用正膠去膜劑去除Si3N4和SiO2層疊結(jié)構(gòu)上的光刻膠,參照圖20,此時Si3N4和SiO2層疊結(jié)構(gòu)的離子注入掩膜制作完成。
步驟七:參照圖21,使用高溫離子注入機進行P型注入,形成碳化硅器件場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)的P型離子注入?yún)^(qū)。
步驟八:經(jīng)后續(xù)背電極工藝、正面電極工藝及鈍化工藝后,完成本實施例的一種采用低注入能量實現(xiàn)SiC器件高反向擊穿電壓終端結(jié)構(gòu)方法制作的具有場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)的器件,參照圖22。
實施例4
具體工藝流程如下:
步驟一,準備具有N型碳化硅外延層的N型碳化硅襯底1,進行樣品清洗。使用硫酸與雙氧水構(gòu)成的3#液對樣品進行清洗,使用氨水、雙氧水、水構(gòu)成的1#液以及鹽酸、雙氧水、水構(gòu)成的2#液和緩沖氧化層刻蝕劑(BOE:Buffered Oxide Etchant)溶液對樣品進行清洗,再使用丙酮、乙醇、去離子水清洗樣品,之后甩干樣品。
步驟二,在清洗完畢的N型碳化硅襯底1上采用PECVD方法生長離子注入掩膜SiO22約3μm。
步驟三:參照圖23,光刻注入掩膜,形成JTE結(jié)構(gòu)離子注入掩膜的刻蝕阻擋層。在N型碳化硅襯底上旋涂9920正性光刻膠8,在熱板上對樣品進行前烘,使用用于正性光刻膠光刻的掩膜板9,對樣品在紫外光10下進行曝光操作,掩膜板9透光的位置為終端結(jié)構(gòu)中需要進行離子注入的區(qū)域,不透光的位置為不需要進行離子注入的區(qū)域, 曝光完成后,需要進行離子注入?yún)^(qū)域的正性光刻膠8變性,可以被顯影液刻蝕掉,不需要進行離子注入的區(qū)域不被顯影液刻蝕掉,用烘箱對樣品進行堅膜操作,SiO2刻蝕阻擋層制作完畢。
步驟四:參照圖24,使用ICP工藝刻蝕SiO2掩膜,經(jīng)過約15分鐘的刻蝕過程,SiO2材料刻蝕完畢,此時終端結(jié)構(gòu)中需要進行離子注入的區(qū)域沒有SiO2掩膜保護,不需要進行離子注入的區(qū)域有SiO2掩膜保護。
步驟五:繼續(xù)使用ICP刻蝕SiO2掩膜下的SiC材料,刻蝕氣體為SF6和O2,經(jīng)過約5分鐘,大約刻蝕深度為滿足刻蝕要求,參照圖25。
步驟六:使用正膠去膜劑去除SiO2上的光刻膠,參照圖26,此時SiO2離子注入掩膜制作完畢。
步驟七:參照圖27,使用高溫離子注入機對JTE結(jié)構(gòu)進行第一種摻雜濃度的P型離子注入,形成器件終端結(jié)構(gòu)中的JTE P型注入?yún)^(qū),由于碳化硅襯底上具有刻蝕凹槽,離子注入的深度比采用一般方法增大0.1μm~1μm。
步驟八:參照圖28,去除第一次生長的SiO2層,采用PECVD方法生長第二次離子注入掩膜SiO2層約3μm。
步驟九:參照圖29,光刻注入掩膜,形成場限環(huán)結(jié)構(gòu)離子注入掩膜的刻蝕阻擋層。在N型碳化硅襯底上旋涂9920正性光刻膠8,在熱板上對樣品進行前烘,使用用于正性光刻膠光刻的掩膜板9,對樣品在紫外光10下進行曝光操作,掩膜板9透光的位置為終端結(jié)構(gòu)中需要進行離子注入的區(qū)域,不透光的位置為不需要進行離子注入的區(qū)域,曝光完成后,需要進行離子注入?yún)^(qū)域的正性光刻膠8變性,可以被顯影液刻蝕掉,不需要進行離子注入的區(qū)域不被顯影液刻蝕掉,用烘箱對樣品進行堅膜操作,SiO2刻蝕阻擋層制作完畢。
步驟十:參照圖30,使用ICP工藝刻蝕SiO2掩膜,經(jīng)過約15分鐘的刻蝕過程,SiO2材料刻蝕完畢,此時終端結(jié)構(gòu)中需要進行離子注入的區(qū)域沒有SiO2掩膜保護,不需要進行離子注入的區(qū)域有SiO2掩膜保護。
步驟十一:繼續(xù)使用ICP刻蝕SiO2掩膜下的SiC材料,刻蝕氣體為SF6和O2,經(jīng)過約5分鐘,大約刻蝕深度為滿足刻蝕要求,參照圖31。
步驟十二:使用正膠去膜劑去除SiO2上的光刻膠,參照圖32,此時用于場限環(huán)離子注入的SiO2離子注入掩膜制作完畢。
步驟十三:參照圖33,使用高溫離子注入機對場限環(huán)結(jié)構(gòu)進行第二種摻雜濃度的P型離子注入,形成器件終端結(jié)構(gòu)中的場限環(huán)P型注入?yún)^(qū),由于碳化硅襯底上具有刻蝕凹槽,離子注入的深度比采用一般方法增大0.1μm~1μm。
步驟十四:利用上述步驟,經(jīng)后續(xù)背電極工藝、正面電極工藝及鈍化工藝后,完成本實施例的一種采用低注入能量實現(xiàn)SiC器件高反向擊穿電壓終端結(jié)構(gòu)方法制作的具有JTE及場限環(huán)終端結(jié)構(gòu)的器件,參照圖34。
以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解,參照上述實施例可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換,這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換均在申請待批的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。