將4H-SiC P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;
[0059]S12將Sll清洗后的4H-SiC P型外延片樣品置于H2204: H2O2= I: K體積比)的溶液中浸泡15min,H2S04的濃度為98%,H202的濃度為27%,然后用去離子水沖洗;
[0060]S13將S12清洗后的4H-SiC P型外延片樣品置于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;
[0061]S14將S13清洗后的4H-SiC P型外延片樣品浸在NH4OH: H2O2: DIff =3:3: 10(體積比)的溶液中煮沸,NH40H的濃度為28%,H202的濃度為27%,再用去離子水沖洗;
[0062]S15將S14清洗后的4H_SiC P型外延片樣品置于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;
[0063]S16將S15清洗后的4H-SiC P型外延片樣品在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;
[0064]S17將S16清洗后的4H_SiC P型外延片樣品在HF: H20 = 1: 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%,最后用隊槍吹干。
[0065]S2將步驟SI清洗后的4H_SiC P型外延片樣品進行離子注入,具體按照以下步驟實施:
[0066]S21將步驟S17清洗過的4H_SiC P型外延片樣品放入高溫離子注入室進行溝道As離子注入,將溫度調為400°C,所述氮離子注入劑量和能量分別為:4.14X10nCm_2/30K,4.37 X 10ncm_2/55K,4.61 X 10ncm_2/80K,12.1 X 10ncm_2/125K ;
[0067]S22將步驟S21處理后的4H-SiC P型外延片樣品放入體積比為1: 10的HF與水的混合溶液漂洗,去除表面的S1Jl,所述HF的濃度為40% ;
[0068]S23源漏高溫離子注入,具體按照以下步驟實施:
[0069]S231將步驟S22處理后的4H_SiC P型外延片樣品的外延片放入等離子體增強化學氣相沉積法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposit1n,以下簡稱 PECVD)反應室,在300°C的條件下使其表面淀積厚度為60nm的3102層;
[0070]S232在淀積了 Si02層的4H_SiC P型外延片樣品面涂光刻膠;之后用甩膠進行甩膠處理后,80°C下進行前烘,前烘時間為10?15min,之后利用源漏注入光刻版對前烘之后的外延片樣品曝光后,在正性顯影液中顯影,溶液溫度為20°C,顯影時間為85s ;之后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 ;之后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;
[0071]S233在HF酸溶液當中將4H_SiC P型外延片樣品未經光刻膠保護的S12層清洗掉,露出源漏高溫離子注入區域;
[0072]S234將步驟S233處理后的4H_SiC P型外延片樣品放入高溫離子注入機中進行源漏N+離子注入,將溫度調為400 °C,注入劑量與能量如下5 X 1014cm_2/30K,6.0X 1014cnT2/60K,8X 1014cnT2/120K,1.5 X 1015cm_2/190K,注入濃度為 I X 102°cnT3左右,深度為0.3μπι左右;
[0073]S235對步驟S234處理后的4H_SiC P型外延片樣品在體積比為1: 10的HF與水的混合溶液漂洗,去除表面的Si02層,所述HF的濃度為40%。
[0074]S3:在步驟S2處理后的4H_SiC P型外延片樣品的表面形成碳保護膜,具體按照以下步驟實施:
[0075]S31對步驟S235處理后的4H_SiC P型外延片樣品表面涂光刻膠,并用甩膠進行甩膠處理后,放入烤箱中在90°C下前烘I分鐘;
[0076]S32將步驟S31處理后的4H_SiC P型外延片樣品放入高溫退火爐中,碳面朝上;之后抽真空2小時,使高溫退火爐壓力達到4?5E-7Torr后,充Ar氣,設置輸出壓為12psi ;之后打開風扇,首先將電源功率調至10%,然后按照5% /2min速度調到30%的電源功率,然后細調電源功率按照2% /2min的功率調至溫度上升到600°C,在600°C下保持30分鐘后,關掉升溫電源功率調節旋鈕,拿出帶有碳膜的4H-SiC P型外延片樣品.
[0077]S4:將步驟S3處理后的4H_SiC P型外延片樣品進行去除表面碳膜處理,具體按照以下步驟實施:
[0078]S41將步驟S32處理后的4H_SiC P型外延片樣品放入高溫氧化爐中,帶有碳面的一面朝下;之后抽真空,使高溫氧化爐內壓力達到4?5E-7T0rr后,充Ar氣,設置輸出壓為12psi ;之后打開風扇,首先將電源功率調至60%,然后按照1% /1s速度調至溫度上升到1600°C,在1600°C下保持30分鐘,后關掉升溫電源功率調節旋鈕,拿出帶有碳膜的經過高溫離子注入退火之后的4H-SiC P型外延片樣品;
[0079]S42:將步驟S41處理后的4H_SiC P型外延片樣品放入反應離子刻蝕(Reactive1n Etching,以下簡稱RIE)腔體中充N2,打開RIE反應室門;之后將4H_SiC P型外延片樣品放置在腔體正中,帶有碳膜的一面朝上,用鑷子壓緊,關上反應室門然后擰緊閥門后開始通O2,流速47sCCm ;打開射頻網絡適配器,調節功率設置為18±3W,并開始計時90分鐘去除SiC樣品表面的碳膜;之后關掉射頻網絡適配器,關掉O2后。充N 2直到反應室腔門可以自動打開,取出樣品進行RCA清洗。
[0080]B5:將步驟S4處理后的4H-SiC P型外延片樣品犧牲氧化層的生長處理,具體按照以下步驟實施:
[0081]B51:將步驟S42處理后的4H_SiC P型外延片樣品放入高溫氧化爐中,在1200°C的純干氧條件下氧化表面30min,使表面生成厚度為20nm的S12氧化膜;
[0082]B52將步驟B51處理后的4H-SiC P型外延片樣品放入HF酸中,將表面的氧化層清洗掉。
[0083]S6:將步驟B5處理后的4H-SiC P型外延片樣品進行S12柵介質層的生長,具體按照以下步驟實施:
[0084]S51將步驟B52中處理后的4H_SiC P型外延片樣品放入高溫氧化爐中,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;之后按3°C /min速率對恒溫區進行升溫,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10小時,在外延片正面生成厚度為51nm的S12氧化膜后關掉02,打開Ar,通Ar氣15分鐘;
[0085]S52按照3°C /min速率對恒溫區進行升溫,當溫度升到1175°C時,打開NO,流量577sccm,時間2小時;之后關掉NO氣體,將高溫氧化爐爐溫降到900°C,完成4H_SiC P型外延片樣品的NO退火處理,之后停止Ar氣體的輸入,取出樣品。
[0086]S6:在步驟S5處理后的4H_SiC P型外延片樣品表面形成源漏歐姆接觸,具體按照以下步驟實施:
[0087]S61對步驟S52處理后的4H_SiC P型外延片樣品表面涂剝離膠,并用甩膠進行甩膠處理;
[0088]S62在步驟S61處理后的4H_SiC P型外延片樣品表面涂光刻膠,并用甩膠進行甩膠處理;之后將甩過膠的4H-SiC P型外延片樣品在80°C下前烘10?15min后,利用源漏接觸光刻版對前烘之后的外延片曝光;之后在正性顯影液中顯影,溶液溫度為20°C,顯影時間為85s ;之后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 ;之后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;之后將去過光刻膠的4H-SiC P型外延片樣品在丙酮中浸泡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;
[0089]S63將步驟S62處理后的4H_SiC P型外延片樣品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 ;
[0090]S64對步驟S63處理后的4H_SiC P型外延片樣品進行剝離,形成源漏歐姆接觸圖形;
[0091]S65將步驟S64處理后的4H-SiC P型外延片樣品置于退火爐中,在950°C下合金退火30分鐘。
[0092]S7:將步驟S5處理后的4H_SiC P型外延片樣品進行柵圖形的形成,具體按照以下步驟實施:
[0093]S71對步驟S62處理后的4H_SiC P型外延片樣品表面涂剝離膠,并用甩膠進行甩膠處理;
[0094]S72在步驟S71處理后的4H_SiC P型外延片樣品表面涂光刻膠,并用甩膠進行甩膠處理后,然后對甩過膠的4H-SiC P型外延片樣品在80°C下前烘10?15min ;之后利用柵光刻版對前烘之后的外延片曝光;在正性顯影液中顯影,溶液溫度為20°C,顯影時間為85s ;之后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 ;之后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;
[0095]S73將步驟S72處理后4H_SiC P型外延片樣品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 ;
[0096]S74將步驟S73處理后的4H_SiC P型外延片樣品利用剝離方法形成柵圖形。