一种改善SiCMOSFET器件沟道迁移率的方法_3

文档序号:8906697阅读:来源:国知局
[0097]S8:将步骤S7处理后的SiC MOSFET器件进行电极制作,即完成SiCMOSFET器件沟道迀移率的改善,具体按照以下步骤实施:
[0098]S81在步骤S74处理后的4H_SiC P型外延片样品表面涂剥离胶,并用甩胶进行甩胶处理后,对甩过胶的4H-SiC P型外延片样品在80°C下前烘10?15min:
[0099]S82在步骤S81处理后的4H_SiC P型外延片样品表面涂光刻胶,并用甩胶进行甩胶处理后,利用互连接触版对前烘之后的外延片曝光;之后在正性显影液中显影,溶液温度为20°C,显影时间为85s ;之后将显影之后的外延片在超纯水进行坚膜,水温度为20°C,坚膜时间为85s ;之后在等离子体去胶机中去掉曝光过的光刻胶,然后将去过光刻胶的外延片在丙酮中浸泡5小时以及利用丙酮超声I分钟,然后再丙酮、酒精清洗各一次,去掉接触互连区域的剥离胶,露出有效接触区域;
[0100]S83对步骤S82处理后4H_SiC P型外延片样品放入电子束蒸发室当中,大面积蒸发 Ti/Au,厚度为 50nm/200nm ;
[0101]S84将步骤S83处理后4H-SiC P型外延片样品利用剥离方法形成栅、源、漏互连图形,通过剥离方法形成最后的电极接触即完成步骤S92处理后沟道迀移率的改善。
[0102]实施例2
[0103]与实施例1相比,本实施例的步骤更为简单,可以不采用牺牲氧化层,减少了工艺的繁琐程度,具体按照以下方法实施:
[0104]S1:采用RCA标准清洗法对4H-SiC P型外延片样品进行表面清洗,具体按照以下步骤进行清洗:
[0105]Sll将4H-SiC P型外延片样品依次浸在丙酮、无水乙醇中各5min,再用去离子水冲洗,以去除外延片样品表面的油脂;
[0106]S12将Sll清洗后的4H-SiC P型外延片样品置于H2204: H2O2= I: K体积比)的溶液中浸泡15min,H2S04的浓度为98%,H202的浓度为27%,然后用去离子水冲洗;
[0107]S13将S12清洗后的4H-SiC P型外延片样品置于HF: H2O = I: 10(体积比)的溶液中浸泡Imin以漂去自然氧化层,HF酸的浓度为40%,并用去离子水冲洗;
[0108]S14将S13清洗后的4H-SiC P型外延片样品浸在NH4OH: H2O2: DIff =3:3: 10(体积比)的溶液中煮沸,NH40H的浓度为28%,H202的浓度为27%,再用去离子水冲洗;
[0109]S15将S14清洗后的4H-SiC P型外延片样品置于HF: H2O = I: 10(体积比)的溶液中浸泡30s,HF酸的浓度为40%,并用去离子水冲洗;
[0110]A16将A15清洗后的4H-SiC P型外延片样品在HCl: H2O2: DIff =3: 3: 10(体积比)的溶液中煮沸,HCl的浓度为10%,H2O2的浓度为27%,用去离子水冲洗;
[0111]S17将S16清洗后的4H-SiC P型外延片样品在HF: H20 = I: 10(体积比)的溶液中浸泡30s,并用去离子水冲洗,HF酸的浓度为40%,最后用队枪吹干。
[0112]S2将步骤SI清洗后的4H_SiC P型外延片样品进行离子注入,具体按照以下步骤实施:
[0113]S21将步骤S17清洗过的4H-SiC P型外延片样品放入高温离子注入室进行沟道As离子注入,将温度调为400°C,所述氮离子注入剂量和能量分别为:4.14X10nCm_2/30K,4.37 X 10ncm_2/55K,4.61 X 10ncm_2/80K,12.1 X 10ncm_2/125K ;
[0114]S22将步骤S21处理后的4H-SiC P型外延片样品放入体积比为1: 10的HF与水的混合溶液漂洗,去除表面的S1Jl,所述HF的浓度为40% ;
[0115]S231将步骤S22处理后的4H-SiC P型外延片样品的外延片放入PECVD反应室,在300°C的条件下使其表面淀积厚度为60nm的S1jl ;
[0116]S232在淀积了 Si02层的4H_SiC P型外延片样品面涂光刻胶;之后用甩胶进行甩胶处理后,80°C下进行前烘,前烘时间为10?15min,之后利用源漏注入光刻版对前烘之后的外延片样品曝光后,在正性显影液中显影,溶液温度为20°C,显影时间为85s ;之后将显影之后的外延片在超纯水进行坚膜,水温度为20°C,坚膜时间为85s ;之后在等离子体去胶机中去掉曝光过的光刻胶,露出有效源漏区域;
[0117]S233在HF酸溶液当中将4H_SiC P型外延片样品未经光刻胶保护的S12层清洗掉,露出源漏高温离子注入区域;
[0118]S234将步骤S233处理后的4H-SiC P型外延片样品放入高温离子注入机中进行源漏N+离子注入,将温度调为400 °C,注入剂量与能量如下5 X 1014cm_2/30K,6.0X 1014cnT2/60K,8X 1014cnT2/120K,1.5 X 1015cm_2/190K,注入浓度为 I X 102°cnT3左右,深度为0.3μπι左右;
[0119]S235对步骤S234处理后的4H-SiC P型外延片样品在体积比为1: 10的HF与水的混合溶液漂洗,去除表面的Si02层,所述HF的浓度为40%。
[0120]S3:在步骤S2处理后的4H-SiC P型外延片样品的表面形成碳保护膜,具体按照以下步骤实施:
[0121]A31对步骤S235处理后的4H_SiC P型外延片样品表面涂光刻胶,并用甩胶进行甩胶处理后,放入烤箱中在90°C下前烘I分钟;
[0122]S32将步骤S31处理后的4H-SiC P型外延片样品放入高温退火炉中,碳面朝上;之后抽真空2小时,使高温退火炉压力达到4?5E-7Torr后,充Ar气,设置输出压为12psi ;之后打开风扇,首先将电源功率调至10%,然后按照5% /2min速度调到30%的电源功率,然后细调电源功率按照2% /2min的功率调至温度上升到600°C,在600°C下保持30分钟后,关掉升温电源功率调节旋钮,拿出带有碳膜的4H-SiC P型外延片样品.
[0123]S4:将步骤S3处理后的4H_SiC P型外延片样品进行去除表面碳膜处理,具体按照以下步骤实施:
[0124]S41将步骤S3处理后的4H_SiC P型外延片样品放入高温氧化炉中,带有碳面的一面朝下;之后抽真空,使高温氧化炉内压力达到4?5E-7T0rr后,充Ar气,设置输出压为12psi ;之后打开风扇,首先将电源功率调至60%,然后按照1% /1s速度调至温度上升到1600°C,在1600°C下保持30分钟,后关掉升温电源功率调节旋钮,拿出带有碳膜的经过高温离子注入退火之后的4H-SiC P型外延片样品;
[0125]S42:将步骤S41处理后的4H_SiC P型外延片样品放入反应离子刻蚀(Reactive1n Etching,以下简称RIE)腔体中充N2,打开RIE反应室门;之后将4H_SiC P型外延片样品放置在腔体正中,带有碳膜的一面朝上,用镊子压紧,关上反应室门然后拧紧阀门后开始通O2,流速47sCCm ;打开射频网络适配器,调节功率设置为18±3W,并开始计时90分钟去除SiC样品表面的碳膜;之后关掉射频网络适配器,关掉O2后。充N 2直到反应室腔门可以自动打开,取出样品进行RCA清洗。
[0126]S5:将步骤S42处理后的4H_SiC P型外延片样品进行3102栅介质层的生长,具体按照以下步骤实施:
[0127]S51将步骤S52中处理后的4H_SiC P型外延片样品放入高温氧化炉中,放入高温氧化炉中,在温度为750°C的N2环境中推入氧化炉恒温区中;之后按3°C /min速率对恒温区进行升温,当温度升至1180°C时通入氧气,氧气流量为0.51/min,在纯干氧条件下氧化外延片表面10小时,在外延片正面生成厚度为51nm的S12氧化膜后关掉02,打开Ar,通Ar气15分钟;
[0128]S52按照3°C /min速率对恒温区进行升温,当温度升到1175°C时,打开NO,流量577sccm,时间2小时;之后关掉NO气体,将高温氧化炉炉温降到900°C,完成4H_SiC P型外延片样品的NO退火处理,之后停止Ar气体的输入,取出样品。
[0129]S6:在步骤S5处理后的4H_SiC P型外延片样品表面形成源漏欧姆接触,具体按照以下步骤实施:
[0130]S61对步骤S52处理后的4H_SiC P型外延片样品表面涂剥离胶,并用甩胶进行甩胶处理;
[0131]S62在步骤S61处理后的4H_SiC P型外延片样品表面涂光刻胶,并用甩胶进行甩胶处理;之后将甩过胶的4H-SiC P型外延片样品在80°C下前烘10?15min后,利用源漏接触光刻版对前烘之后的外延片曝光;之后在正性显影液中显影,溶液温度为20°C,显影时间为85s ;之后将显影之后的外延片在超纯水进行坚膜,水温度为20°C,坚膜时间为85s ;之后在等离子体去胶机中去掉曝光过的光刻胶,露出有效源漏区域;之后将去过光刻胶的4H-SiC P型外延片样品在丙酮中浸泡5小时以及利用丙酮超声处理I分钟,然后再丙酮、酒精清洗各一次,去掉源漏欧姆接触区域的剥离胶,露出有效源漏接触区域;
[0132]S63将步骤S62处理后的4H_SiC P型外延片样品放入电子束蒸发室中,大面积蒸发三种金属Al/Ni/Au做源漏欧姆接触电极,其厚度分别为150nm、50nm和70nm ;
[0133]S64对步骤S63处理后的4H_SiC P型外延片样品进行剥离,形成源漏欧姆接触图形;
[0134]S65将步骤S64处理后的4H-SiC P型外延片样品置于退火炉中,在950°C下合金退火30分钟。
[0135]S7:将步骤S5处理后的4H_SiC P型外延片样品进行栅图形的形成,具体按照以下步骤实施:
[0136]S71对步骤S62处理后的4H_SiC P型外延片样品表面涂剥离胶,并用甩胶进行甩胶处理;
[0137]S72在
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