【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體工藝制造，尤其涉及一種碳化硅的注入結形成方法及碳化硅注入結結構。
技術介紹
1、由于作為第三代半導體材料的碳化硅(sic)具有禁帶寬度大、擊穿場強高、飽和電子漂移速率高、熱導率高、化學性質穩定等特點，因此，使用sic制作的sic基功率器件在高壓、高溫、高頻、大功率、強輻射等方面都有極大的應用前景，使得sic基功率器件的制作越來越多。制作sic基功率器件的關鍵工藝是選區摻雜，選區摻雜的通用方式是擴散和離子注入。由于雜質在sic中的熱擴散系數很低，即使在高溫下也很難進行推結擴散，因此采用離子注入的方法對sic進行選區摻雜。通過離子注入形成的雜質分布就是雜質在sic基功率器件中的最終分布形態，也就是sic中的注入結。對于si基器件，雜質在si中的熱擴散系數較高，很容易進行推結擴散，采用擴散方式在si中形成擴散結。sic中的注入結相比于si中的擴散結而言，sic中的注入結的結深較小，且注入結邊緣的柱面或球面結的曲率半徑很小，從而易引發sic基功率器件在高反偏壓下的結邊緣電場集中，增加了sic基功率器件提前擊穿的風險，因此需要緩解邊緣電場集中。
2、為了緩解邊緣電場集中，需要獲得更大的注入結的結深并增加注入結邊緣曲率半徑。具體可在注入區中引入溝槽結構，即在周期排列的注入格柵區(如jbs二極管的p+有源區或終端p+場限環)內先通過等離子體干法刻蝕形成溝槽結構，再通過離子注入進行線寬尺寸寬于溝槽的選區摻雜，最終形成注入結邊界包裹溝槽的結構。由于溝槽有一定深度，注入結邊緣的深度相比于平面注入結得以增加，有效邊緣曲
3、目前，形成sic的注入結，需要對sic進行光刻，對光刻后的sic通過等離子體干法刻蝕溝槽，對具有溝槽的sic進行光刻，對光刻后的具有溝槽的sic進行離子注入，以形成sic的注入結。然而，光刻的溝槽圖層和光刻的離子注入圖層之間存在套刻偏差，使溝槽刻蝕的邊界和離子注入的邊界之間的間距出現偏差，導致刻蝕溝槽邊緣和注入結邊緣的非對稱失位，即離子注入區無法包裹溝槽，從而造成sic注入結結構失效。
技術實現思路
1、本專利技術實施例的目的是提供一種碳化硅的注入結形成方法及碳化硅注入結結構，解決刻蝕溝槽邊緣和注入結邊緣的非對稱失位，即離子注入區無法包裹溝槽，從而造成sic注入結結構失效的問題。
2、為解決上述技術問題，本專利技術實施例提供如下技術方案：
3、本專利技術第一方面提供一種碳化硅的注入結形成方法，方法包括：
4、在碳化硅外延片表面自下而上依次生長sio2層、多晶硅層、sinx層和掩膜層；
5、在掩膜層的表面自上而下刻蝕，刻蝕至碳化硅外延片內，以形成具有溝槽的碳化硅外延片結構；
6、通過多晶硅氧化工藝對具有溝槽的碳化硅外延片結構進行氧化，以使溝槽兩側壁的多晶硅被氧化，形成對稱的區域氧化層；
7、濕法去除sinx層、對稱的區域氧化層和該對稱的區域氧化層下方的sio2層，且濕法去除的sio2層的寬度和對稱的區域氧化層的寬度相同，形成具有注入掩膜的碳化硅外延片結構，注入掩膜包括濕法去除后的多晶硅層和濕法去除后的sio2層；
8、以濕法去除后的多晶硅層和濕法去除后的sio2層為掩膜，對具有注入掩膜的碳化硅外延片結構進行離子注入工藝，形成具有注入結的碳化硅外延片結構。
9、在本專利技術第一方面的一些變更實施方式中，在掩膜層的表面自上而下刻蝕，刻蝕至碳化硅外延片內，以形成具有溝槽的碳化硅外延片結構之后，方法還包括：對具有溝槽的碳化硅外延片結構進行快排沖洗。
10、在本專利技術第一方面的一些變更實施方式中，sio2層的厚度為50～100nm，多晶硅層的厚度為800～2000nm。
11、在本專利技術第一方面的一些變更實施方式中，多晶硅氧化工藝的氧化條件包括濕氧溫度為900～1000℃，氧化時間為1～3h。
12、在本專利技術第一方面的一些變更實施方式中，在掩膜層的表面自上而下刻蝕，刻蝕至碳化硅外延片內，以形成具有溝槽的碳化硅外延片結構，包括：
13、采用反應離子刻蝕方式和感應耦合等離子體刻蝕方式，在掩膜層的表面自上而下依次刻蝕掩膜層、sinx層、多晶硅層和sio2層，且刻蝕深度等于掩膜層、sinx層、多晶硅層和sio2層的厚度；
14、采用感應耦合等離子體刻蝕方式，根據對掩膜層的刻蝕寬度刻蝕碳化硅外延片，且對碳化硅外延片的刻蝕深度小于碳化硅外延片的厚度，且在刻蝕過程中掩膜層被消耗完，以形成具有溝槽的碳化硅外延片結構。
15、在本專利技術第一方面的一些變更實施方式中，刻蝕碳化硅外延片的工藝條件為碳化硅的刻蝕深度為1～20μm，刻蝕速率為0.1～2μm，選擇比為0.2～10，刻蝕時間為3～200s。
16、在本專利技術第一方面的一些變更實施方式中，濕法去除sinx層、對稱的區域氧化層和該對稱的區域氧化層下方的sio2層，且濕法去除的sio2層的寬度和對稱的區域多晶硅氧化層的寬度相同，形成具有注入掩膜的碳化硅外延片結構，包括：
17、采用85％磷酸溶液濕法去除sinx層，85％磷酸溶液為150～170℃溫度的溶液；
18、采用緩沖蝕刻液或緩沖氟化氫溶液濕法去除對稱的區域氧化層和該對稱的區域氧化層下方的sio2層，且濕法去除的sio2層的寬度和對稱的區域氧化層的寬度相同，形成具有注入掩膜的碳化硅外延片結構。
19、在本專利技術第一方面的一些變更實施方式中，濕法去除后的多晶硅層和濕法去除后的sio2層的寬度都小于刻蝕后的碳化硅外延片的寬度。
20、在本專利技術第一方面的一些變更實施方式中，采用緩沖蝕刻液或緩沖氟化氫溶液濕法去除對稱區域的氧化層和該對稱的區域氧化層下方的sio2層中的濕法去除工藝的時間為1～10min。
21、本專利技術第二方面提供一種碳化硅注入結結構，碳化硅注入結結構由上面任一項的碳化硅的注入結形成方法制作而成。
22、相較于現有技術，本專利技術提供的sic的注入結形成方法及sic注入結結構，在sic的注入結形成過程中，需要在sic外延片表面自下而上依次生長sio2層、多晶硅層、sinx層和掩膜層，在掩膜層的表面自上而下刻蝕，刻蝕至sic外延片內，以形成具有溝槽的sic外延片結構，通過多晶硅氧化工藝對具有溝槽的sic外延片結構進行氧化，以使溝槽兩側壁的多晶硅被氧化，形成對稱的區域氧化層，濕法去除sinx層、對稱的區域氧化層和該對稱的區域氧化層下方的sio2層，且濕法去除的sio2層的寬度和對稱的區域氧化層的寬度相同，形成具有注入掩膜的sic外延片結構，以濕法去除后的多晶硅層和濕法去除后的sio2層為掩膜，對具有注入掩膜的sic外延片結構進行離子注入工藝，形成具有注入結的sic外延片結構。和現有技術的在的對sic的刻蝕和離子注入前均需進行光刻工藝相比，本專利技術在通過多晶硅氧化工藝對具有溝槽的sic外延片結構進行本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種碳化硅的注入結形成方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述掩膜層的表面自上而下刻蝕，刻蝕至所述碳化硅外延片內，以形成具有溝槽的碳化硅外延片結構之后，所述方法還包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述SiO2層的厚度為50～100nm，所述多晶硅層的厚度為800～2000nm。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多晶硅氧化工藝的氧化條件包括濕氧溫度為900～1000℃，氧化時間為1～3h。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述掩膜層的表面自上而下刻蝕，刻蝕至所述碳化硅外延片內，以形成具有溝槽的碳化硅外延片結構，包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述刻蝕所述碳化硅外延片的工藝條件為所述碳化硅的刻蝕深度為1～20μm，刻蝕速率為0.1～2μm，選擇比為0.2～10，刻蝕時間為3～200s。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕法去除所述SiNX層、所述對稱的區域氧化層和該對稱的區域氧化層下方的Si
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述濕法去除后的多晶硅層和所述濕法去除后的SiO2層的寬度都小于所述刻蝕后的碳化硅外延片的寬度。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述采用緩沖蝕刻液或緩沖氟化氫溶液濕法去除所述對稱區域的氧化層和該對稱的區域氧化層下方的SiO2層中的濕法去除工藝的時間為1～10min。
10.一種碳化硅注入結結構，其特征在于，所述碳化硅注入結結構采用如權利要求1至9中任一項所述的碳化硅的注入結形成方法制作而成。
...【技術特征摘要】
1.一種碳化硅的注入結形成方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述掩膜層的表面自上而下刻蝕，刻蝕至所述碳化硅外延片內，以形成具有溝槽的碳化硅外延片結構之后，所述方法還包括：
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述sio2層的厚度為50～100nm，所述多晶硅層的厚度為800～2000nm。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多晶硅氧化工藝的氧化條件包括濕氧溫度為900～1000℃，氧化時間為1～3h。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述掩膜層的表面自上而下刻蝕，刻蝕至所述碳化硅外延片內，以形成具有溝槽的碳化硅外延片結構，包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述刻蝕所述碳化硅外延片的工藝條件為所述碳化硅的刻蝕深度為1～20μm，刻蝕速率為0...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陶利，韓超，鄒芳，潘恩賜，遲奔奔，吳勇，
申請(專利權)人：西電蕪湖研究院有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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