;沉积刻蚀掩膜方式包括化学气相沉积的方式和物理气相沉积的方式；掩膜层生长时米用化学气相沉积的方式为增强型等离子体化学气相沉积PECVD、电感耦合等离子体化学气相沉积ICP-CVD、常压化学气相沉积APCVD或低压化学气相沉积LPCVD。
[0034]掩膜层生长时采用溅射的方式时是磁控溅射、直流溅射、射频溅射也可以是反应溅射；生长的多层刻蚀掩膜为二氧化硅、氮化硅或上述两者的组合成分；生长的刻蚀掩膜为一层掩膜或多层掩膜。
[0035]生长多层掩膜时掩膜材料是同质掩膜材料(如不同质量的氮化硅)或是异质掩膜材料(如二氧化硅加氮化硅);生长的掩膜材料厚度为0.1um至5um ;生长的多层掩膜是不同工艺生长的；不同生长工艺是调整气相化学沉积设备在生长时的不同参数，所述参数包括生长温度、腔室压力、气体流量和设备功率。
[0036]步骤二:在掩膜层上涂覆光刻胶，通过光刻工艺形成台面的图形转移；使用光刻胶作为掩膜湿法腐蚀硬掩膜；在碳化硅样品和刻蚀掩膜层上涂覆六甲基二硅亚胺HMDS粘附剂，采用旋涂法或者蒸汽喷涂法，再涂覆光刻胶，采用旋涂法时，光刻胶为正性光刻胶或负性光刻胶；光刻胶的厚度为0.5um至1um ;光刻工艺包括:甩胶、前烘、曝光、显影和坚膜工艺，采用的光刻方式为接触式光刻、步进式光刻或电子束光刻。
[0037]步骤三:使用光刻胶作为腐蚀阻挡层，采用氢氟酸缓冲液对二氧化硅进行湿法腐蚀，湿法腐蚀完成后去除光刻胶；所述氢氟酸缓冲溶液中氢氟酸:氟化铵的比例为约1:1至约1:40 ;湿法腐蚀时间为约170秒至约3600秒；湿法腐蚀温度在为10° C至70° C之间；湿法腐蚀完毕后掩膜层侧壁角度控制在5°至85°之间；湿法腐蚀完成刻蚀掩膜后去除残留光刻胶的方式为分别浸入以下液体:无水乙醇、丙酮溶液、无水乙醇、纯水和烘干样品；
[0038]或使用曝光去胶的方式:放入光刻机进行泛曝光，然后使用显影液显影去胶。
[0039]步骤四: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；使用干法刻蚀的方式刻蚀碳化硅样品，干法刻蚀采用电感耦合等离子体刻蚀机ICP、电子回旋共振等离子体刻蚀机ECR、反应离子刻蚀机RIE或离子束刻蚀IBE。
[0040]进行干法刻蚀时刻蚀气体为SF6，流量为1sccm至60sccm之间，反应腔室压力为ImTorr至40mTorr之间，腔室内温度设置为室温或者温度范围为10° C至100° C，等离子体刻蚀机的ICP功率为50至2500W，等离子体刻蚀机的RF功率为IW至300W ;刻蚀掩膜和干法刻蚀碳化硅样品的刻蚀选择比为1:1至1:10。
[0041]步骤五:干法刻蚀完毕之后去除刻蚀掩膜层:去除刻蚀掩膜层采用湿法腐蚀方式，去除氧化硅所用的腐蚀溶液氢氟酸为:氟化铵的比例为1:1至1:40，腐蚀时间为1800秒至3600秒；腐蚀时温度在10° C至70° C之间。
[0042]实施例
[0043]步骤一、淀积二氧化硅薄膜:
[0044]如图1，在碳化硅衬底I上，采用CVD在碳化硅样品上淀积二氧化硅2，如图2，厚度Ium0
[0045]步骤二、光刻台面:
[0046]采用光刻版光刻，过程为:甩胶、前烘、曝光、坚膜、显影，去掉了被曝光区域的光刻胶，保留下需要作为腐蚀掩膜处的光刻胶3，如图3。
[0047]步骤三、湿法腐蚀二氧化硅:
[0048]采用氢氟酸腐蚀溶液，使用水浴加热至50° C，腐蚀时间200秒，去除二氧化硅2，如图4。
[0049]步骤四、去胶:
[0050]将碳化硅样品依次浸没在以下液体中，去除样品上的光刻胶:无水乙醇、丙酮、无水乙醇、去离子水。烘干衬底。
[0051]步骤五、干法刻蚀碳化硅样品:
[0052]将样品放入电感耦合等离子体刻蚀机中，抽真空之后通入反应气体SF6和O2分别为80sccm和20sccm或者SF6和Ar分别为80sccm和40sccm。刻蚀过程中，反应腔室压力为40mTorr，反应温度为45° C。
[0053]步骤六、去除刻蚀掩膜:
[0054]待干法刻蚀结束后，使用湿法腐蚀的方法去除残余的二氧化硅掩膜，腐蚀液使用氢氟酸缓冲溶液，氢氟酸:氟化铵为1:10，使用水浴加热至50° C，腐蚀时间900秒。
[0055]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种碳化硅刻蚀方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤: 步骤一:在碳化硅样品上采用气相化学沉积设备沉积刻蚀掩膜层； 步骤二:在掩膜层上涂覆光刻胶，通过光刻工艺形成台面的图形转移； 步骤三:使用光刻胶作为腐蚀阻挡层，采用氢氟酸缓冲液对二氧化硅进行湿法腐蚀，湿法腐蚀完成后去除光刻胶；所述氢氟酸缓冲溶液中氢氟酸:氟化铵的比例为约1:1至约1:40 ;湿法腐蚀时间为约170秒至约3600秒；湿法腐蚀温度在为10° C至70° C之间；湿法腐蚀完毕后掩膜层侧壁角度控制在5°至85°之间； 步骤四: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； 步骤五:干法刻蚀完毕之后去除刻蚀掩膜层。
2.如权利要求1所述的碳化硅刻蚀方法，其特征在于，所述步骤一中，所述碳化硅样品为4H-SiC材料、3C-SiC材料或6H-SiC材料，碳化硅样品掺杂浓度为lE15cm_3至5E18cm_3 ；沉积刻蚀掩膜方式包括化学气相沉积的方式和物理气相沉积的方式；掩膜层生长时米用化学气相沉积的方式为增强型等离子体化学气相沉积PECVD、电感耦合等离子体化学气相沉积ICP-CVD、常压化学气相沉积APCVD或低压化学气相沉积LPCVD。
3.如权利要求2所述的碳化硅刻蚀方法，其特征在于，掩膜层生长时采用溅射的方式时是磁控溅射、直流溅射、射频溅射也可以是反应溅射；生长的多层刻蚀掩膜为二氧化硅、氮化硅或上述两者的组合成分；生长的刻蚀掩膜为一层掩膜或多层掩膜。
4.如权利要求3所述的碳化硅刻蚀方法，其特征在于，生长多层掩膜时掩膜材料是同质掩膜材料或是异质掩膜材料；生长的掩膜材料厚度为0.1um至5um ;生长的多层掩膜是不同工艺生长的；不同生长工艺是调整气相化学沉积设备在生长时的不同参数，所述参数包括生长温度、腔室压力、气体流量和设备功率。
5.如权利要求1所述的碳化硅刻蚀方法，其特征在于，所述步骤二中，使用光刻胶作为掩膜湿法腐蚀硬掩膜；在碳化硅样品和刻蚀掩膜层上涂覆六甲基二硅亚胺HMDS粘附剂，采用旋涂法或者蒸汽喷涂法，再涂覆光刻胶，采用旋涂法时，光刻胶为正性光刻胶或负性光刻胶；光刻胶的厚度为0.5um至1um ;光刻工艺包括:甩胶、前烘、曝光、显影和坚膜工艺，采用的光刻方式为接触式光刻、步进式光刻或电子束光刻。
6.如权利要求1所述的碳化硅刻蚀方法，其特征在于，所述步骤三中，湿法腐蚀完成刻蚀掩膜后去除残留光刻胶的方式为分别浸入以下液体:无水乙醇、丙酮溶液、无水乙醇、纯水和烘干样品； 或使用曝光去胶的方式:放入光刻机进行泛曝光，然后使用显影液显影去胶。
7.如权利要求1所述的碳化硅刻蚀方法，其特征在于，所述步骤四中，使用干法刻蚀的方式刻蚀碳化硅样品，干法刻蚀采用电感耦合等离子体刻蚀机ICP、电子回旋共振等离子体刻蚀机ECR、反应离子刻蚀机RIE或离子束刻蚀IBE。
8.如权利要求7所述的碳化硅刻蚀方法，其特征在于，进行干法刻蚀时刻蚀气体为SF6,流量为1sccm至60sccm之间，反应腔室压力为ImTorr至40mTorr之间，腔室内温度设置为室温或者温度范围为10° C至100° C，等离子体刻蚀机的ICP功率为50至2500W，等离子刻蚀机的RF功率为IW至300W ； 刻蚀掩膜和干法刻蚀碳化硅样品的刻蚀选择比为1:1至1:10。
9.如权利要求1所述的碳化硅刻蚀方法，其特征在于，所述步骤五中，去除刻蚀掩膜层采用湿法腐蚀方式，去除氧化硅所用的腐蚀溶液氢氟酸:氟化铵的比例为1:1至1:40，腐蚀时间为1800秒至3600秒；腐蚀时温度在10° C至70° C之间。
【专利摘要】本发明涉及半导体功率器件制备工艺技术领域，具体涉及一种使碳化硅材料形成不同侧壁形貌的刻蚀方法。该方法包括下述步骤：步骤一：在碳化硅样品上采用气相化学沉积设备沉积刻蚀掩膜层；步骤二：在掩膜层上涂覆光刻胶，通过光刻工艺形成台面的图形转移；步骤三：使用光刻胶作为腐蚀阻挡层，采用氢氟酸缓冲液对二氧化硅进行湿法腐蚀，湿法腐蚀完成后去除光刻胶；步骤四：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；步骤五：干法刻蚀完毕之后去除刻蚀掩膜层。本发明解决现有技术中对SiC材料进行ICP刻蚀所存在的缺点，使碳化硅材料形成不同侧壁形貌。
【IPC分类】H01L21-3065
【公开号】CN104810273
【申请号】CN201410037621
【发明人】杨霏, 田亮
【申请人】国家电网公司, 国网智能电网研究院
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年1月26日