本發(fā)明涉及一種碳化硅基板上的溝槽結(jié)構(gòu)及其制作方法，且特別是涉及一種碳化硅基板上具有圓弧狀溝槽底部的溝槽結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

碳化硅材料具備寬帶隙、高導熱度、低熱膨脹率等特征，做為具有補充硅所不足的物性的半導體材料，應用于高頻率.高電力裝置、功率裝置等。

在半導體裝置中高密度集成化更為發(fā)展的現(xiàn)代，要求更為密致的精細圖型加工，因此一般碳化硅材料的溝槽工藝采用干式蝕刻進行加工，干式蝕刻雖易于獲得高深寬比的溝槽結(jié)構(gòu)，卻無法產(chǎn)生圓弧狀的溝槽底部，因此通常會在蝕刻完成后，利用鈍氣環(huán)境進行回火，使其產(chǎn)生圓弧狀的溝槽底部，但碳化硅材料的表面同樣會因高溫回火工藝而粗糙化，進而影響蝕刻結(jié)構(gòu)的精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提出一種溝槽結(jié)構(gòu)的制作方法，一種溝槽結(jié)構(gòu)的制作方法，包含提供一碳化硅基板；形成一保護層于該碳化硅基板上；形成一阻擋層于該保護層上；圖案化該阻擋層與該保護層，以形成一開口；以圖案化的該阻擋層為硬式罩幕，通過該開口圖案化該碳化硅基板，以形成一溝槽；移除該阻擋層；進行一回火工藝，以形成一圓弧狀的溝槽底部；以及移除該保護層。

根據(jù)本發(fā)明，提出一種碳化硅基板上的溝槽結(jié)構(gòu)，該溝槽結(jié)構(gòu)包含：一溝槽側(cè)壁，垂直于該碳化硅基板表面；以及一溝槽底部，連接至該溝槽側(cè)壁，該溝槽底部具有圓弧狀的表面。

本發(fā)明針對于現(xiàn)有技術(shù)其功效在于，通過本發(fā)明的碳化硅基板上的溝槽結(jié)構(gòu)以及其制作方法，藉由在回火工藝中以保護層覆蓋基板表面，進而改善基板表面因回火工藝而粗糙化的問題。

為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實施例，并配 合所附圖式，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1繪示依本發(fā)明的溝槽結(jié)構(gòu)制作方法的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖2繪示依本發(fā)明的溝槽結(jié)構(gòu)制作方法的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖3繪示依本發(fā)明的溝槽結(jié)構(gòu)制作方法的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖4繪示依本發(fā)明的溝槽結(jié)構(gòu)制作方法的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖5繪示依本發(fā)明的溝槽結(jié)構(gòu)制作方法的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

其中，附圖標記：

10：碳化硅基板

11:表面

20：保護層

30：阻擋層

40：開口

50：溝槽

50a：溝槽側(cè)壁

50b：溝槽底部

具體實施方式

以下系參照所附圖式詳細敘述本發(fā)明的實施例。圖式中相同的標號系用以標示相同或類似的部分。需注意的是，圖式系已簡化以利清楚說明實施例的內(nèi)容，圖式上的尺寸比例并非按照實際產(chǎn)品等比例繪制，因此并非作為限縮本發(fā)明保護范圍之用。

圖1～5繪示依本發(fā)明的溝槽結(jié)構(gòu)制作方法的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。以下段落針對本發(fā)明的第一實施例的一種溝槽結(jié)構(gòu)的制作流程進行說明。請先參照圖1，提供碳化硅基板10，提供的碳化硅基板10可為已完成活性化處理工藝或未完成活性化處理工藝的碳化硅基板。在本實施例中，提供的碳化硅基板10已完成活性化處理工藝。活性化處理工藝例如在1600℃以上的溫度環(huán)境中，通入包含鈍氣的氣體進行高溫回火，但本發(fā)明不以此為限。

接著依序在碳化硅基板10上形成保護層20與阻擋層30。保護層20的材 料例如為石墨(graphite)或氮化鋁(AlN)。形成保護層20的方法例如為沉積，當保護層20的材料為石墨時，還可使用如光阻燒結(jié)的高溫碳化方式形成。阻擋層30的材料例如為二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、或金屬，形成阻擋層30的方法例如為沉積。

接著，如圖2所示，圖案化保護層20與阻擋層30，以形成開口40。圖案化保護層20與阻擋層30的方法例如以光阻為罩幕，對保護層20與阻擋層30進行蝕刻，在蝕刻完成后再行移除光阻或硬式屏蔽；或是直接采用鐳射直寫的方式對對保護層20與阻擋層30圖案化。

如圖3所示，以圖案化的阻擋層30為硬式罩幕(hard mask)，圖案化碳化硅基板10以形成溝槽結(jié)構(gòu)50，溝槽結(jié)構(gòu)50包含與碳化硅基板10的表面11垂直的溝槽側(cè)壁50a。圖案化碳化硅基板10的方法為干式蝕刻，例如以電漿蝕刻方式，通入氣體包含組合如六氟化硫(SF6)和氧氣(O2)、氬氣(Ar)、或三氟化氮(NF3)和溴化氫(HBr)和氧氣(O2)對碳化硅基板10進行蝕刻。

如圖4所示，移除圖案化的阻擋層30，此時的碳化硅基板10除了溝槽結(jié)構(gòu)50外均被保護層20覆蓋，接著對碳化硅基板10進行回火工藝，以在溝槽結(jié)構(gòu)50中形成圓弧狀的溝槽底部50b。在本實施例中，回火工藝例如在1450℃到1850℃的溫度環(huán)境中，通入包含氫氣、氮氣、或鈍氣等氣體。

如圖5所示，在完成回火工藝后，移除保護層20，以完成包含溝槽側(cè)壁50a與溝槽底部50b的溝槽結(jié)構(gòu)50，其中溝槽側(cè)壁50a與碳化硅基板10的表面11形成直角，溝槽底部50b具有圓弧狀結(jié)構(gòu)。由于在回火工藝中，碳化硅基板10除溝槽結(jié)構(gòu)50外的表面11均被保護層20所覆蓋，因此可在回火工藝中，保護碳化硅基板10的表面11不受高溫影響產(chǎn)生粗糙化，避免溝槽側(cè)壁50a與碳化硅基板10的表面11的接觸部位產(chǎn)生圓弧化，進而確保在同時制作多個溝槽結(jié)構(gòu)50時其間的線距。

同樣的，請參照圖1～5，以下段落針對本發(fā)明的第二實施例的一種溝槽結(jié)構(gòu)的制作流程進行說明。本發(fā)明的第二實施例的制作流程與第一實施例大致相同，以下僅針對不同處進行說明，相同之處則不加以贅述。在本發(fā)明的第二實施例中，如圖1所示，提供碳化硅基板10，提供的碳化硅基板10為未完成活性化處理工藝的碳化硅基板。且如圖4所示，對碳化硅基板10進行回火工藝，以形成圓弧狀的溝槽底部50b。在本發(fā)明的第二實施例中，高溫回火工藝例如 在1600℃到1850℃的溫度環(huán)境中進行，通入包含氮氣或鈍氣等氣體。

值得注意的是，在本發(fā)明的第二實施例中，回火工藝加溫至1600℃的高溫，由于碳化硅基板10除了溝槽結(jié)構(gòu)50外均被保護層20所覆蓋，因此可避免碳化硅基板10的表面11因本實施例的高溫回火工藝而受損，并在高溫回火工藝中同時形成圓弧狀的溝槽底部50b與完成碳化硅基板10的活性化處理工藝。

綜上所述，雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與潤飾，但這些更動與潤飾均應包含于本發(fā)明所附的保護范圍。