一種用于碳化硅器件的自對(duì)準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及碳化硅器件的加工工藝技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種用于碳化硅器件的自對(duì)準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為第三代寬帶化合物半導(dǎo)體材料之一，碳化硅在禁帶寬度、最大場(chǎng)強(qiáng)、摻雜濃度以及熱導(dǎo)率方面都具有傳統(tǒng)的硅和砷化鎵材料無法比擬的優(yōu)勢(shì)，尤其適用于高壓、高頻、大功率、高輻照以及某些波長的光電探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。因此，碳化硅在功率微波以及光電器件方面得到了研發(fā)人員的廣泛關(guān)注。
[0003]與傳統(tǒng)的硅基器件相比，基于材料特性方面的優(yōu)勢(shì)，碳化硅器件具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能高的優(yōu)點(diǎn)。但是，碳化硅器件的面積較小且功率密度較高，這導(dǎo)致碳化硅器件的制備工藝不得不面對(duì)不同于傳統(tǒng)的硅基器件的制備工藝的新挑戰(zhàn)。尤其是，在一些具有垂直溝槽結(jié)構(gòu)的碳化硅器件中，上表面金屬電極的沉積的對(duì)準(zhǔn)成為亟待解決的問題。
[0004]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的典型的溝槽結(jié)構(gòu)。一般情況下，碳化硅器件設(shè)計(jì)對(duì)其制備工藝提出如下要求:
[0005](I)溝槽的深度D較大，溝道I的長度L和溝槽的長度T均盡可能的小，甚至需要達(dá)到光刻工藝的最小尺寸的極限。
[0006](2)如圖2所示，上表面金屬電極2的長度需要達(dá)到溝道I的長度L，以增大上表面金屬電極2與溝道I的接觸面積，從而減少接觸電阻，同時(shí)上表面金屬電極2不能延伸覆蓋到溝槽的側(cè)壁上。因此，碳化硅器件的制備需要采用自對(duì)準(zhǔn)方法，以實(shí)現(xiàn)溝道I上表面與覆蓋溝道I的上表面金屬電極2的對(duì)準(zhǔn)。
[0007](3)溝槽的側(cè)壁需要保護(hù)，根據(jù)不同的碳化硅器件的設(shè)計(jì)要求，溝槽需要不同程度的填充。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中，溝槽結(jié)構(gòu)的上表面金屬電極的自對(duì)準(zhǔn)方法都是以某種平坦化工藝為基礎(chǔ)的。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中，溝槽結(jié)構(gòu)的上表面金屬電極的自對(duì)準(zhǔn)方法包括如下步驟:
[0010]S1:在晶圓上制備裸露的溝道I和溝槽，如圖3 (a)所示；
[0011]S2:在溝槽的底部和側(cè)壁以及溝道I表面沉積一層第一介質(zhì)層3，且第一介質(zhì)層3的材質(zhì)中含有干法刻蝕的終點(diǎn)檢測(cè)指示元素，如圖3(b)所示；例如，第一介質(zhì)層3的材質(zhì)為氮化硅，其含有氮元素，溝道I和第二介質(zhì)層4的材質(zhì)均未含有氮元素，因此第一介質(zhì)層3的材質(zhì)中含有的氮元素用作干法刻蝕的終點(diǎn)檢測(cè)指示元素；
[0012]S3:在第一介質(zhì)層3表面沉積一層第二介質(zhì)層4，以填充溝槽內(nèi)的空隙，且第二介質(zhì)層4的厚度大于或等于溝槽的深度D，如圖3(c)所示；第二介質(zhì)層4的材質(zhì)例如為二氧化娃；
[0013]S4:采用平坦化方法例如化學(xué)機(jī)械研磨方法或干法刻蝕去掉多余的第二介質(zhì)層4，如圖3(d)所示；
[0014]S5:采用干法刻蝕去除第二介質(zhì)層4，使得溝道I表面的第一介質(zhì)層3裸露且溝槽內(nèi)的第二介質(zhì)層4的裸露的表面與溝道I表面齊平，然后采用干法刻蝕去除溝道I表面的第一介質(zhì)層3，使得溝道I表面裸露，再在第二介質(zhì)層4的裸露的表面和溝道I表面沉積一層上表面金屬電極2，如圖3(e)所示。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)的上述溝槽結(jié)構(gòu)的上表面金屬電極的自對(duì)準(zhǔn)方法存在如下缺點(diǎn):
[0016](I)上述步驟S3中，在第一介質(zhì)層3表面沉積的第二介質(zhì)層4的厚度較大，耗時(shí)耗力，并且在一些碳化硅器件中不需要厚的第二介質(zhì)層4 ;
[0017](2)上述步驟S4中，采用化學(xué)機(jī)械研磨方法或干法刻蝕去掉多余的第二介質(zhì)層4需要專門的設(shè)備；
[0018](3)上述步驟S5中，干法刻蝕的均勻性無法保證，容易導(dǎo)致第一介質(zhì)層3欠刻蝕的區(qū)域上表面金屬電極2與溝道I接觸不良，而第二介質(zhì)層4過刻蝕的區(qū)域上表面金屬電極2與溝槽的側(cè)壁接觸。
[0019]因此，需要提供一種用于碳化硅器件的自對(duì)準(zhǔn)方法，以克服上述缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于碳化硅器件的自對(duì)準(zhǔn)方法。
[0021]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0022]一種用于碳化硅器件的自對(duì)準(zhǔn)方法，該自對(duì)準(zhǔn)方法包括如下步驟:
[0023]在晶圓上制備裸露的溝道和溝槽；
[0024]在溝槽的底部和側(cè)壁以及溝道表面沉積一層第一介質(zhì)層，且第一介質(zhì)層的材質(zhì)中含有干法刻蝕的終點(diǎn)檢測(cè)指示元素；
[0025]在第一介質(zhì)層表面沉積一層第二介質(zhì)層，以覆蓋溝槽的底部和側(cè)壁以及溝道表面；
[0026]在對(duì)應(yīng)溝槽處的第二介質(zhì)層表面覆蓋光刻膠，以填充溝槽內(nèi)的空隙，使得光刻膠裸露的表面與對(duì)應(yīng)溝道處的第二介質(zhì)層表面齊平；
[0027]采用干法刻蝕去除對(duì)應(yīng)溝道處的第二介質(zhì)層和第一介質(zhì)層，使得溝道表面裸露；
[0028]在裸露的溝道表面形成一層上表面金屬電極。
[0029]優(yōu)選地，所述步驟在裸露的溝道表面形成一層上表面金屬電極為:將光刻膠去除，然后在裸露的溝道表面和第二介質(zhì)層表面沉積一層上表面金屬電極。
[0030]優(yōu)選地，所述步驟在裸露的溝道表面形成一層上表面金屬電極為:先在裸露的溝道表面和光刻膠表面沉積一層上表面金屬電極，然后采用剝離工藝將光刻膠剝離，使得溝槽底部和側(cè)壁上沒有殘留的上表面金屬電極。
[0031 ] 優(yōu)選地，所述第一介質(zhì)層的材質(zhì)為氮化硅。
[0032]優(yōu)選地，所述第二介質(zhì)層的材質(zhì)為二氧化硅。
[0033]優(yōu)選地，所述步驟采用干法刻蝕去除對(duì)應(yīng)溝道處的第二介質(zhì)層和第一介質(zhì)層，使得溝道表面裸露的干法刻蝕過程中光刻膠與第二介質(zhì)層的選擇比為1:1.7。
[0034]本發(fā)明的有益效果如下:
[0035](I)與現(xiàn)有技術(shù)的自對(duì)準(zhǔn)方法相比，本發(fā)明的所述自對(duì)準(zhǔn)方法采用光刻膠填充空隙，能夠避免在第一介質(zhì)層表面沉積厚度較大的第二介質(zhì)層；
[0036](2)與現(xiàn)有技術(shù)的自對(duì)準(zhǔn)方法相比，本發(fā)明的所述自對(duì)準(zhǔn)方法不需要采用化學(xué)機(jī)械研磨方法或干法刻蝕去掉多余的第二介質(zhì)層，因而不受化學(xué)機(jī)械研磨方法或干法刻蝕的專門設(shè)備的限制；
[0037](3)與現(xiàn)有技術(shù)的自對(duì)準(zhǔn)方法相比，本發(fā)明的所述自對(duì)準(zhǔn)方法能夠降低對(duì)干法刻蝕的均勻性的要求，從而避免第一介質(zhì)層欠刻蝕的區(qū)域上表面金屬電極與溝道接觸不良。
【附圖說明】
[0038]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0039]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的典型的溝槽結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0040]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的典型的溝槽結(jié)構(gòu)的上表面金屬電極的剖面示意圖。
[0041]圖3(a)_(e)為現(xiàn)有技術(shù)中溝槽結(jié)構(gòu)的上表面