復合柵介質SiCMISFET器件的制作方法

復合柵介質SiC MISFET器件的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種復合柵結構SiC?MISFET器件的制作方法，對P型SiC外延片進行標準濕法清洗；通過高溫離子注入形成源漏N+摻雜；通過干氧氧化方法生長一層SiO2薄膜，形成底層柵介質；在ECRPE-MOCVD系統中對生長的SiO2薄膜進行N等離子體處理；利用原子層淀積ALD方法淀積Al2O3介質膜，形成頂層柵介質；源漏區域光刻，去掉源漏歐姆接觸區域的復合柵介質層，在電子束反應蒸發室中蒸發形成源漏歐姆接觸金屬，并剝離形成源漏歐姆接觸；在復合柵介質層上面蒸發形成柵金屬，剝離形成柵圖形，完成器件的制作。改善了SiC?MISFET器件界面特性并提高了MIS器件溝道遷移率，可用于大規模SiC?MIS器件和電路的制作。
【專利說明】復合柵介質SiCMISFET器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于微電子【技術領域】，涉及半導體器件的制作，特別是一種復合柵介質SiCMISFET器件的制作方法，以提高MISFET器件的溝道遷移率并減小SiC/Si02界面態密度，從而提高其在高溫、大功率應用時的可靠性。
【背景技術】
[0002]SiC具有獨特的物理、化學及電學特性，是在高溫、高頻、大功率及抗輻射等極端應用領域極具發展潛力的半導體材料。SiC功率MOSFET的最佳工作狀態與柵介質絕緣層界面特性及體特性緊密相關。為改善SiCMOS器件界面性質以及提高柵介質可靠性，目前的主要方法集中在退火工藝的研究上，如傳統的Ar、H2退火、氮氧化物退火(NO、N2O),氧化前N離子注入，而這些都是通過在界面處導入更多的Ar、H及N元素的原理以降低界面態密度，但是通過實驗發現，這些方法導入元素的比例非常小，界面態密度并不能被很好的降低；而且采用N和H鈍化之后對于MOSFET器件的電子遷移率仍舊沒有達到實際應用的要求，也僅有30~40αιι2ν?Ρ.Allerstan等人通過試驗發現SiC/Si02界面通過鈉鈍化之后可以將Si面反型溝道遷移率提高到ISOcm2V-1S-1,但是鈉離子在偏壓的作用下會移動導致閾值電壓的不穩定，因此利用鈉元素鈍化也并不是很好的方法。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在于針對上述工藝的不足，提出一種Al203/Nitrided-Si02復合柵介質SiC MISFET器件的制作方法，以降低SiC和SiO2界面態密度，提高SiC MISFET器件溝道遷移率，改善SiC MISFET器件在高溫、大功率應用時的可靠性。
[0004]為實現上述目的，本發明技術方案:
[0005]一種復合柵結構SiC MISFET器件的制作方法，包括以下步驟:
[0006]Al基片表面清洗:對P型SiC外延片樣品的表面進行標準濕法工藝清洗:
[0007]A2源漏高溫離子注入以及退火激活:在表面被清洗過的P型SiC外延片樣品表面涂光刻膠，刻出源、漏高溫離子注入區域，然后進行源漏高溫P+離子注入以及離子注入退火激活:
[0008]A3源漏歐姆接觸的形成:在進行源漏高溫離子注入以及退火激活之后，在SiC樣品P型外延層表面涂光刻膠、刻出源漏歐姆接觸孔，然后進行源漏歐姆接觸金屬的淀積，剝離形成源漏歐姆接觸，并進行合金退火:
[0009]A4復合柵介質層生長:將進行源漏歐姆接觸后的SiC樣品表面進行大面積HF酸清洗，然后進行Al203/Nitrided_Si02復合柵介質層的生長:
[0010]A5柵圖形的形成:在生長完復合柵介質的基片表面涂剝離膠、光刻膠光刻出柵區域，電子束蒸發形成柵金屬，然后剝離實現柵圖形；
[0011]A6電極制作。
`[0012]所述的制作方法，所述步驟A2具體過程如下，[0013]A21將表面被清洗過的P型SiC外延片樣品放入PECVD當中，大面積淀積SiO2層，厚度為60nm ；
[0014]A22在淀積了 SiO2層的SiC樣品表面涂光刻膠，并光刻出源、漏區域；然后在HF酸溶液當中將未經光刻膠保護的SiO2層清洗掉，露出源漏高溫離子注入區域；
[0015]A23將露出源漏區域的SiC樣品放入高溫離子注入機，在400°C下分四次進行高溫氮離子注入，劑量和能量如下:4000C:5X1014 cm _2/30K,6.0X IO14 cm _2/60K，8X IO14cm j/120K, 1.5 X IO15 cm _2/190K ；
[0016]A24對進行了高溫離子注入后的樣品在HF溶液中清洗，去除表面的SiO2阻擋層；
[0017]Α25將SiO2阻擋層去掉的SiC樣品放入高溫退火爐中在1600°C下退火30min。
[0018]所述的制作方法，所述步驟A3具體過程如下:
[0019]A31對進行了高溫退火的SiC樣品表面涂剝離膠、甩膠；
[0020]A32在甩過膠的SiC樣品表面涂光刻膠、甩膠，光刻出源漏歐姆接觸孔；
[0021]A33在刻出源漏接觸孔的SiC樣品表面上蒸發厚度為150nm/50nm/200nm的Al/Ni/Au作為歐姆接觸金屬；
[0022]A34對蒸完金屬的SiC樣品進行剝離形成源漏歐姆接觸圖形；
[0023]A35將進行完歐姆接觸的SiC樣品置于退火爐中在950°C下合金退火30分鐘。
[0024]所述的制作方法，所述步驟A4具體過程如下:
[0025]A41將進行完歐姆接觸的SiC樣品放入高溫氧化爐中，1180°C時，通入純氧氣，在干氧條件下氧化SiC外延片正面IOmin,生成厚度為8nm的Si02氧化膜；
[0026]A42對生長的氧化膜進行氮化:在電子回旋共振ECR-PEM0CVD系統中對已生成的Si02氧化膜進行氮等離子體處理，工藝條件為:微波功率625W，溫度為600°C，N2流量為50sccm,等離子體處理時間為7.5min;
[0027]A43將進行氮等離子體處理后的SiC樣品放入原子層淀積反應室中，以三甲基鋁TMA和H2O為源，溫度為300°C，氣壓為2Torr，得到厚度為20nm的Al2O3薄膜。
[0028]所述的制作方法,所述步驟A5采用20nm/240nm的Ni/Au兩種金屬做柵金屬；其具體過程如下:
[0029]A51在進行了大面積復合柵介質生長的SiC樣品表面涂剝離膠，甩膠；
[0030]A52在涂完剝離膠的SiC樣品表面涂光刻膠，甩膠，利用柵版光刻出柵金屬區域；
[0031]A53在刻出柵接觸孔的SiC樣品表面上蒸發厚度為20nm/240nm的Ni/Au作為柵接觸金屬；
[0032]A54利用剝離方法形成柵圖形。
[0033]所述的制作方法，所述步驟A6，其中互連電極的制作采用Ti/Au兩種金屬，厚度分別為50nm/200nm ;包括以下步驟:
[0034]A61在制作完柵金屬的SiC樣品表面涂光刻膠、甩膠；
[0035]A62利用柵氧反版光刻出非復合柵介質區域；然后將樣品放入HF酸溶液中進行漂洗，去除非柵氧區域的復合柵介質；
[0036]A63在去除了非柵氧區域的復合柵介質的SiC樣品表面涂剝離膠、甩膠；
[0037]A64在涂完剝離膠的SiC樣品表面涂光刻膠、甩膠；
[0038]A65利用互連接觸版光刻，刻出柵、源、漏的接觸互連區域‘[0039]A66在刻出柵接觸孔的SiC樣品表面上蒸發厚度為30nm/200nm的Ti/Au作為柵接觸金屬；
[0040]A67利用剝離方法形成柵、源、漏互連圖形。
[0041]本發明與現有技術相比具有如下優點:
[0042]本發明通過對超薄SiO2氧化膜進行氮化，可以形成較強的S1-N鍵和O-N鍵，使得SiC和SiO2界面及其附近的氧化層得到了一定程度的硬化，降低SiC/Si02界面態密度，從而改善SiC/Si02界面特性。
[0043]本發明通過等離子體的方式對超薄SiO2氧化膜進行氮化，可以提高SiC/Si02界面氮元素的含量，使得SiC/Si02界面態密度、懸掛鍵能夠有效的被減小，從而改善器件的遷移率特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1是本發明的實施例1的制備流程圖；
[0045]圖2是本發明實施例2的制備流程圖。
【具體實施方式】
[0046]以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。
[0047]實施例1
[0048]參照圖1，本實例的實現步驟如下:
[0049]步驟I，采用標準清洗方法RCA對4H_SiCP型外延片樣品進行表面清洗:
[0050](Ia)將4H_SiCP型外延片樣品依次浸在丙酮、無水乙醇中各5min，再用去離子水沖洗，以去除外延片樣品表面的油脂；
[0051](Ib)將第一次清洗后的SiC樣品置于H2SO4: H2O2=I: I (體積比)的溶液中浸泡15min, H2SO4的濃度為98%，H2O2的濃度為27%，然后用去離子水沖洗；
[0052](Ic)將第二次清洗后的SiC樣品置于HF: H2O=I: 10 (體積比)的溶液中浸泡Imin以漂去自然氧化層，HF酸的濃度為40%，并用去離子水沖洗；
[0053](Id)將第三次清洗后的SiC樣品浸在NH4OH: H2O2: DIff=3: 3: 10 (體積比)的溶液中煮沸，NH4OH的濃度為28%，H2O2的濃度為27%，再用去離子水沖洗；
[0054](Ie)將第四次清洗后的SiC樣品置于HF: H2O=I: 10 (體積比)的溶液中浸泡30s，HF酸的濃度為40%，并用去離子水沖洗；
[0055](If)將第五次清洗后的SiC樣品在HCl: H2O2: DIff=3: 3: 10 (體積比)的溶液中煮沸，HCl的濃度為10%，H2O2的濃度為27%，用去離子水沖洗；
[0056](Ig)將第六次清洗后的SiC樣品在HF: H2O=I: 10(體積比)的溶液中浸泡30s，并用去離子水沖洗，HF酸的濃度為40%，最后用N2槍吹干。
[0057]步驟2，在外延片樣品正面的外延面制作源漏N+高溫離子注入區域:
[0058](2a)將清洗好的外延片放入PECVD反應室，在300°C下表面淀積SiO2層，厚度為60nm ；
[0059](2b)在淀積了 SiO2層的外延片面涂光刻膠；
[0060](2c)甩光刻膠，然后對甩過膠的外延片在80°C下進行前烘；前烘時間為10?15min ；
[0061](2d)利用源漏注入光刻版對前烘之后的外延片樣品曝光；
[0062](2e)在正性顯影液中顯影，溶液溫度為20°C，顯影時間為85s ；
[0063](2f)將顯影之后的外延片在超純水進行堅膜，水溫度為20°C，堅膜時間為85s ；
[0064](2g)在等離子體去膠機中去掉曝光過的光刻膠，露出有效源漏區域；
[0065](2h)然后在HF酸溶液中將露出的SiO2層清洗掉；
[0066](2i)將清洗掉源漏區SiO2層的外延片放入高溫離子注入室進行源漏N+離子注入，將溫度調為 4000C，注入劑量與能量如下:5X IO14 cm _2/30K，6.0X IO14 cm _2/60K，8X IO14cm -2/120Κ, 1.5 X IO15 cm -2/190K ;注入濃度為 I X 102。cm 左右，深度為 0.3 μ m 左右；
[0067](2j)對注入過后的樣品在體積比為1:10的HF (濃度為40%)與水的混合溶液漂洗，去除表面的SiO2層；
[0068](2k)將表面清洗過的外延片放入高溫退火爐中進行高溫退火，退火條件為:1600 0C T 30 分鐘；
[0069]步驟3，在N+區域上面制作源漏歐姆接觸:
[0070](3a)在進行高溫退火后的外延片表面涂剝離膠，甩膠；
[0071](3b)在涂過剝離膠的外延片表面涂光刻膠、甩膠，然后對甩過膠的外延片樣品在80°C下進行前烘；前烘時間為10?15min ；
[0072](3c)利用源漏接觸光刻版對前烘之后的外延片曝光；
[0073](3d)在正性顯影液中顯影，溶液溫度為20°C，顯影時間為85s ；
[0074](3e)將顯影之后的外延片在超純水進行堅膜，水溫度為20°C，堅膜時間為85s ；
[0075](3f)在等離子體去膠機中去掉曝光過的光刻膠，露出有效源漏區域；
[0076](3g)將去過光刻膠的外延片在丙酮中浸泡5小時以及利用丙酮超聲處理I分鐘，然后再丙酮、酒精清洗各一次，去掉源漏歐姆接觸區域的剝離膠；露出有效源漏接觸區域；
[0077](3h)將去過膠的外延片放入電子束蒸發室中，大面積蒸發三種金屬Al/Ni/Au做源漏歐姆接觸電極，其厚度分別為150nm、50nm和70nm，然后利用剝離的方法實現源漏歐姆接觸圖形；
[0078](3i)最后將做完源漏電極的外延片置于退火爐中在950°C下進行合金退火30分鐘；
[0079]步驟4,大面積生長Al203/Nitrided-Si02復合柵介質層:
[0080](4a)將制作完源漏歐姆接觸金屬的外延片放入高溫氧化爐中，在溫度為750°C的N2環境中推入氧化爐恒溫區中；
[0081 ] (4b)按3°C /min速率對恒溫區進行升溫；
[0082](4c)當溫度升至1180°C時通入氧氣，氧氣流量為0.51/min，在純干氧條件下氧化外延片表面lOmin，在外延片正面生成厚度為8nm的SiO2氧化膜。
[0083](4d)將生長完SiO2氧化膜的外延片置于電子回旋共振ECR-PEMOCVD系統中，微波功率625W，溫度為600°C，N2流量為50sccm，等離子體處理時間為7.5min ；。
[0084](4e)將生長完氮化SiO2氧化膜的外延片置于原子層淀積反應室中，以三甲基鋁TMA和H2O為源，設置溫度為300°C，氣壓為2Torr ；
[0085](4f)在已經生長的氮化SiO2氧化膜表面進行1.5秒的三甲基鋁TMA脈沖沖洗，[0086](4g)對進行過三甲基鋁TMA沖洗過的外延片進行2.5秒的N2脈沖沖洗；
[0087](4h)對進行過N2脈沖沖洗過的外延片進行1.0秒的水蒸氣脈沖沖洗；
[0088](4i)對進行過水蒸氣脈沖沖洗過的外延片進行3.0秒的N2脈沖沖洗；
[0089](4j)對經過N2沖洗后的外延片重復進行200個周期的Al2O3薄膜淀積，得到厚度為2Onm的Al2O3薄膜。
[0090]步驟5，柵圖形的形成:
[0091](5a)在進行了大面積生長的Al203/Nitrided-Si02復合柵介質的外延片表面涂剝離膠，甩膠；
[0092](5b)在涂過剝離膠的外延片表面涂光刻膠；甩光刻膠，然后對甩過膠的外延片在80°C下進行前烘；前烘時間為10?15min ；
[0093](5c)利用柵光刻版對前烘之后的外延片曝光；
[0094](5d)在正性顯影液中顯影，溶液溫度為20°C，顯影時間為85s ；
[0095](5e)將顯影之后的外延片在超純水進行堅膜，水溫度為20°C，堅膜時間為85s ；
[0096](5f)在等離子體去膠機中去掉曝光過的光刻膠，然后將去過光刻膠的外延片在丙酮中浸泡5小時以及利用丙酮超聲I分鐘，然后再丙酮、酒精清洗各一次，去掉柵金屬區域的剝離膠；露出有效柵區域；
[0097](5g)將洗過膠的外延片置于電子束蒸發室中，在去過膠的外延片正面大面積電子束蒸發Ni/Au金屬做柵，蒸發其中Ni金屬的厚度為20nm，Au金屬的厚度為240nm ；
[0098](5h)利用剝離形成柵圖形；
[0099]步驟六，電極的制作:
[0100](6b)在做完柵圖形的外延片表面涂光刻膠；甩光刻膠，然后對甩過膠的外延片在80°C下進行前烘；前烘時間為10?15min ；
[0101](6c)利用柵氧反版對前烘之后的外延片曝光；
[0102](6d)在正性顯影液中顯影，溶液溫度為20°C，顯影時間為85s ；
[0103](6e)將顯影之后的外延片在超純水進行堅膜，水溫度為20°C，堅膜時間為85s ；
[0104](6f)在等離子體去膠機中去掉曝光過的光刻膠，然后將去過光刻膠的外延片在HF酸溶液中漂洗，去掉沒有光刻膠保護非柵氧區域的復合柵介質層；
[0105](6g)利用等離子去膠機去掉多余的膠；
[0106](6h)對去過光刻膠的外延片表面涂剝離膠，甩膠；涂光刻膠，甩膠，然后對甩過膠的外延片在80°C下進行前烘；前烘時間為10?15min ；
[0107](6i)利用互連接觸版對前烘之后的外延片曝光；
[0108](6j)在正性顯影液中顯影，溶液溫度為20°C，顯影時間為85s ；
[0109](6k)將顯影之后的外延片在超純水進行堅膜，水溫度為20°C，堅膜時間為85s ；
[0110](61)在等離子體去膠機中去掉曝光過的光刻膠，然后將去過光刻膠的外延片在丙酮中浸泡5小時以及利用丙酮超聲I分鐘，然后再丙酮、酒精清洗各一次，去掉接觸互連區域的剝離膠；露出有效接觸區域；
[0111](6m)對去過光刻膠和剝離膠的外延片放入電子束蒸發室當中，大面積蒸發Ti/Au,厚度為 50nm/200nm ；
[0112](6n)通過剝離方法形成最后的電極接觸。[0113]實施例2
[0114]與實施例1相比，本實施例的步驟更為簡單，只需要四張掩膜版，并且利用淀積的復合柵介質層做源漏歐姆接觸的掩膜，減少了工藝的繁瑣程度。
[0115]參照圖2，本實例的實現步驟如下:
[0116]步驟A，采用標準清洗方法RCA對4H_SiC P型外延片進行表面清洗:
[0117](Al)將4H_SiC P型外延片依次浸在丙酮，無水乙醇中各5min，再用去離子水沖洗，以去除外延片樣品表面的油脂；
[0118](A2)將第一次清洗后的SiC樣品置于H2SO4: H2O2=I: I (體積比)的溶液中浸泡15min, H2SO4的濃度為98%，H2O2的濃度為27%，然后用去離子水沖洗；
[0119](A3)將第二次清洗后的SiC樣品置于HF: H2O=I: 10 (體積比)的溶液中浸泡Imin以漂去自然氧化層，HF酸的濃度為40%，并用去離子水沖洗；
[0120](A4)將第三次清洗后的SiC樣品浸在NH4OH: H2O2: DIff=3: 3: 10 (體積比)的溶液中煮沸，NH4OH的濃度為28%，H2O2的濃度為27%，再用去離子水沖洗；
[0121](A5)將第四次清洗后的SiC樣品置于HF: H2O=I: 10 (體積比)的溶液中浸泡30s，HF酸的濃度為40%，并用去離子水沖洗；
[0122](A6)將第五次清洗后的SiC樣品在HCl: H2O2: DIff=3: 3: 10 (體積比)的溶液中煮沸，HCl的濃度為10%，H2O2的濃度為27%，用去離子水沖洗；
[0123](A7)將第六次清洗后的SiC樣品在HF: H2O=I: 10(體積比)的溶液中浸泡30s，并用去離子水沖洗，HF酸的濃度為40%，最后用N2槍吹干。
[0124]步驟B，在SiC外延片正面的外延面制作源漏N+高溫離子注入區域:
[0125](BI)將清洗好的SiC外延片放入PECVD反應室，在300°C下表面淀積SiO2層，厚度為60nm ；
[0126](B2)在淀積了 SiO2層的外延片表面涂光刻膠；
[0127](B3)甩光刻膠，然后對甩過膠的外延片在80°C下進行前烘；前烘時間為10?15min ；
[0128](B4)利用源漏光刻版對前烘之后的外延片曝光；
[0129](B5)在正性顯影液中顯影，溶液溫度為20°C，顯影時間為85s ；
[0130](B6)將顯影之后的外延片在超純水進行堅膜，水溫度為20°C，堅膜時間為85s ；
[0131](B7)在等離子體去膠機中去掉曝光過的光刻膠，露出有效源漏注入區域；
[0132](B8)然后在HF酸溶液中將未被光刻膠保護的SiO2層清洗掉；
[0133](B9)將清洗掉源漏區SiO2層的外延片放入高溫離子注入室進行源漏N+離子注入，將溫度調為 4000C，注入計量與能量如下:5X IO14 cm _2/30K，6.0X IO14 cm _2/60K，8X IO14cm -2/120Κ, 1.5 X IO15 cm -2/190K,注入濃度為 I X 102。cm 左右，深度為 0.3 μ m 左右；
[0134](BlO)對注入過后的樣品在體積比為1: 10，濃度為40%的HF酸和H2O的溶液中漂洗，去除表面的SiO2層；
[0135](BH)將表面清洗過的外延片放入高溫退火爐中進行高溫退火，退火條件為:1600 0C T 30 分鐘；
[0136]步驟C，犧牲氧化層的生長:
[0137](Cl)將進行過高溫退火的外延片放入高溫氧化爐中，在1200°C時在純干氧條件下氧化外延片表面30min，在外延片正面生成厚度為20nm的SiO2氧化膜；
[0138](C2)將生長過SiO2氧化膜的外延片放入HF酸當中，將表面的氧化層清洗掉；
[0139]步驟D,大面積生長Al203/Nitrided-Si02復合柵介質層:
[0140](Dl)將HF酸漂洗過的外延片放入高溫氧化爐中，在溫度為750°C的N2環境中推入氧化爐恒溫區中；
[0141](D2)按3°C /min速率對恒溫區進行升溫；
[0142](D3)當溫度升至1180°C時通入氧氣，氧氣流量為0.51/min，在純干氧條件下氧化外延片表面lOmin，在外延片正面生成厚度為8nm的SiO2氧化膜。
[0143](D4)將生長完Si02氧化膜的外延片置于電子回旋共振ECR-PEMOCVD系統中，微波功率625W，溫度為600°C，N2流量為50sccm，等離子體處理時間為7.5min ；
[0144](D5)將生長完氮化SiO2氧化膜的外延片置于原子層淀積反應室中，以三甲基鋁TMA和H2O為源，設置溫度為300°C，氣壓為2Torr ；
[0145](D6)在已經生長的氮化SiO2氧化膜表面進行1.5秒的三甲基鋁TMA脈沖沖洗；
[0146](D7)對進行過三甲基鋁TMA沖洗過的外延片進行2.5秒的N2脈沖沖洗；
[0147](D8)對進行過N2脈沖沖洗過的外延片進行1.0秒的水蒸氣脈沖沖洗；
[0148](D9)對進行過水蒸氣脈沖沖洗過的外延片進行3.0秒的N2脈沖沖洗；
[0149](DlO)對經過N2沖洗后的外延片重復進行200個周期的Al2O3薄膜淀積，得到厚度為2Onm的Al2O3薄膜。
[0150]步驟E，源漏歐姆接觸的制備:
[0151](El)在進行了大面積Al203/Nitrided-Si02復合柵介質層生長的外延片表面涂剝離膠、甩膠；
[0152](E2)在涂過剝離膠的外延片表面涂光刻膠，甩膠，然后對甩過膠的外延片在80°C下進行前烘；前烘時間為10?15min ；
[0153](E3)利用源漏接觸光刻版對前烘之后的外延片曝光；
[0154](E4)在正性顯影液中顯影，溶液溫度為20°C，顯影時間為85s ；
[0155](E5)將顯影之后的外延片在超純水進行堅膜，水溫度為20°C，堅膜時間為85s ；
[0156](E6)在等離子體去膠機中去掉曝光過的光刻膠，然后在丙酮中浸泡5小時以及利用丙酮超聲I分鐘，丙酮、酒精各清洗一次，去掉源漏區域的剝離膠；露出未被光刻膠和剝離膠保護的有效源漏接觸區域；
[0157](E7)將去過膠的外延片放入HF酸溶液中，去除未被膠保護的復合柵介質層；
[0158](E7)將去除多余復合柵介質層的外延片放入電子束蒸發室中，大面積蒸發三種金屬Al/Ni/Au做源漏歐姆接觸電極，其厚度分別為100nm、50nm和70nm，
[0159](ES)利用剝離的方法實現源漏歐姆接觸圖形；
[0160]步驟F，柵圖形的形成:
[0161](Fl)在進行了源漏歐姆接觸的外延片表面涂剝離膠、甩膠；
[0162](F2)在涂過剝離膠的外延片表面涂光刻膠、甩膠，然后對甩過膠的外延片在80°C下進行前烘；前烘時間為10?15min ；
[0163](F3)利用柵光刻版對前烘之后的外延片曝光；
[0164](F4)在正性顯影液中顯影，溶液溫度為20°C，顯影時間為85s ；[0165](F5)將顯影之后的外延片在超純水進行堅膜，水溫度為20°C，堅膜時間為85s ；
[0166](F6)在等離子體去膠機中去掉曝光過的光刻膠，然后在丙酮中浸泡5小時以及利用丙酮超聲I分鐘，丙酮、酒精各清洗一次，去掉柵區域的剝離膠；露出有效柵接觸區域；
[0167](F7)將洗過膠的外延片置于電子束蒸發室中，在去過膠的外延片正面大面積電子束蒸發Ni/Au金屬做柵，蒸發其中Ni金屬的厚度為20nm，Au金屬的厚度為240nm ；
[0168](F8)利用剝離形成柵圖形。
【權利要求】
1.一種復合柵結構SiCMISFET器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: Al基片表面清洗:對P型SiC外延片樣品的表面進行標準濕法工藝清洗: A2源漏高溫離子注入以及退火激活:在表面被清洗過的P型SiC外延片樣品表面涂光刻膠，刻出源、漏高溫離子注入區域，然后進行源漏高溫P+離子注入以及離子注入退火激活: A3源漏歐姆接觸的形成:在進行源漏高溫離子注入以及退火激活之后，在SiC樣品P型外延層表面涂光刻膠、刻出源漏歐姆接觸孔，然后進行源漏歐姆接觸金屬的淀積，剝離形成源漏歐姆接觸，并進行合金退火: A4復合柵介質層生長:將進行源漏歐姆接觸后的SiC樣品表面進行大面積HF酸清洗，然后進行Al203/Nitrided_Si02復合柵介質層的生長: A5柵圖形的形成:在生長完復合柵介質的基片表面涂剝離膠、光刻膠光刻出柵區域，電子束蒸發形成柵金屬，然后剝離實現柵圖形； A6電極制作。
2.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步驟A2具體過程如下， A21將表面被清洗過的P型SiC外延片樣品放入PECVD當中，大面積淀積SiO2層，厚度為 60nm ； A22在淀積了 SiO2層的SiC樣品表面涂光刻膠，并光刻出源、漏區域；然后在HF酸溶液當中將未經光刻膠保護的SiO2層清洗掉，露出源漏高溫離子注入區域； A23將露出源漏區域的SiC樣品放入高溫離子注入機，在400°C下分四次進行高溫氮離子注入，劑量和能量如下:4000C:5 X IO14 cm _2/30K，6.0X IO14 cm _2/60K，8 X IO14 cm _2/120K，1.5X1015cm_2/190K ； A24對進行了高溫離子注入后的樣品在HF溶液中清洗，去除表面的SiO2阻擋層； A25將SiO2阻擋層去掉的SiC樣品放入高溫退火爐中在1600°C下退火30min。
3.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步驟A3具體過程如下: A31對進行了高溫退火的SiC樣品表面涂剝離膠、甩膠； A32在甩過膠的SiC樣品表面涂光刻膠、甩膠，光刻出源漏歐姆接觸孔； A33在刻出源漏接觸孔的SiC樣品表面上蒸發厚度為150nm/50nm/200nm的Al/Ni/Au作為歐姆接觸金屬； A34對蒸完金屬的SiC樣品進行剝離形成源漏歐姆接觸圖形； A35將進行完歐姆接觸的SiC樣品置于退火爐中在950°C下合金退火30分鐘。
4.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步驟A4具體過程如下: A41將進行完歐姆接觸的SiC樣品放入高溫氧化爐中，1180°C時，通入純氧氣，在干氧條件下氧化SiC外延片正面IOmin,生成厚度為8nm的SiO2氧化膜； A42對生長的氧化膜進行氮化:在電子回旋共振ECR-PEM0CVD系統中對已生成的SiO2氧化膜進行氮等離子體處理，工藝條件為:微波功率625W，溫度為600°C，N2流量為50SCCm，等離子體處理時間為7.5min; A43將進行氮等離子體處理后的SiC樣品放入原子層淀積反應室中，以三甲基鋁TMA和H2O為源，溫度為300°C，氣壓為2Torr，得到厚度為20nm的Al2O3薄膜。
5.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步驟A5采用20nm/240nm的Ni/Au兩種金屬做柵金屬；其具體過程如下: A51在進行了大面積復合柵介質生長的SiC樣品表面涂剝離膠，甩膠； A52在涂完剝離膠的SiC樣品表面涂光刻膠，甩膠，利用柵版光刻出柵金屬區域； A53在刻出柵接觸孔的SiC樣品表面上蒸發厚度為20nm/240nm的Ni/Au作為柵接觸金屬； A54利用剝離方法形成柵圖形。
6.根據權利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述步驟A6，其中互連電極的制作采用Ti/Au兩種金屬，厚度分別為50nm/200nm ;包括以下步驟: A61在制作完柵金屬的SiC樣品表面涂光刻膠、甩膠； A62利用柵氧反版光刻出非復合柵介質區域；然后將樣品放入HF酸溶液中進行漂洗，去除非柵氧區域的復合柵介質； A63在去除了非柵氧區域的復合柵介質的SiC樣品表面涂剝離膠、甩膠； A64在涂完剝離膠的SiC樣品表面涂光刻膠、甩膠； A65利用互連接觸版光刻 ，刻出柵、源、漏的接觸互連區域‘ A66在刻出柵接觸孔的SiC樣品表面上蒸發厚度為30nm/200nm的Ti/Au作為柵接觸金屬； A67利用剝離方法形成柵、源、漏互連圖形。
【文檔編號】H01L21/335GK103730359SQ201310471216
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月9日 優先權日:2013年10月9日
【發明者】劉莉, 王德君, 馬曉華, 楊銀堂 申請人:西安電子科技大學