一種碳化矽電力電子器件的製作方法

2023-04-25 19:48:06

專利名稱：一種碳化矽電力電子器件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體技術領域，特指一種結構簡單、精密程度高，且生產成本低廉的碳化娃電力電子器件。
技術背景碳化矽(SiC)是一種重要的寬帶隙半導體材料，在高溫、高頻和大功率器件等領域有著巨大的應用潛力。和傳統的矽(Si)材料相比，SiC擁有明顯的優勢，比如，其禁帶寬度是Si的3倍，飽和電子漂移速率是Si的2. 5倍，擊穿電場是Si的10倍。除了以上優點
外，SiC還是眾多化合物半導體中唯--種可以自身形成氧化物(SiO2)的化合物半導體，而
SiO2本身又是半導體器件製備工藝中最常用的絕緣介質材料，因而SiC材料可以與傳統的Si器件製備工藝相兼容。SiC功率金屬-氧化物-半導體場效應電晶體(MOSFET)便是體現上述SiC優越性能的典型器件。傳統的Si基MOSFET由於其在較高電壓下有著很大的導通電阻，往往無法在大功率領域使用。
基於碳化矽的優異特性，其被應用於晶圓產品中，如何更進一步提升商業化的碳化矽晶圓的性能，已經成為生產廠商的首要問題
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題就在於提供一種結構簡單、精密程度高，且生產成本低廉的碳化娃電力電子器件。為了解決上述技術問題，本實用新型採用了下述技術方案該器件包括一碳化矽半導體薄膜以及形成於碳化矽半導體薄膜上的掩膜層，所述的掩膜層為通過光刻和氧化後成型的氧化矽薄膜圖案，該氧化矽薄膜圖案間形成有間隙。進一步而言，上述技術方案中，所述的氧化矽薄膜圖案呈平行長條狀。進一步而言，上述技術方案中，所述的氧化矽薄膜圖案呈叉指狀。進一步而言，上述技術方案中，所述的氧化矽薄膜圖案呈正方形臺面狀。採用上述技術方案後，本實用新型與現有技術相比較具有如下有益效果本實用新型在碳化矽半導體薄膜上形成有一掩膜層，以便於產品後續的加工。同時該掩膜層為形成有間隙的氧化矽薄膜圖案，並且其間隙寬度精確，進一步提高產品的精密度。製作本本實用新型時，其在碳化矽半導體薄膜上澱積矽薄膜層，將矽薄膜層經刻蝕後形成矽薄膜，並在矽薄膜上進行氧化工藝處理，通過氧化形成氧化矽薄膜圖案，該氧化矽薄膜圖案可通過氧化溫度和時間等條件，精確控制其寬度，即可控制氧化矽薄膜圖案之間的間隙的大小，使本實用新型精密程度高，可滿足不同產品的需求。另外，本實用新型還具有製作簡單、成本低廉等優點。

圖1是本實用新型的示意圖；[0012]圖2是本實用新型製作過程的示意圖；附圖標記說明I碳化矽半導體薄膜2掩膜層20間隙21氧化矽薄膜 22氧化矽薄膜圖案23矽薄膜
具體實施方式
下面結合具體實施例和附圖對本實用新型進一步說明。參見圖1、2所示，一種碳化矽電力電子器件，其包括一碳化矽半導體薄膜I以及形成於碳化娃半導體薄膜I上表面的掩膜層2。所述的掩膜層為通過光刻和氧化後成型的氧化矽薄膜圖案22，該氧化矽薄膜圖案22間形成有間隙20。所述氧化矽薄膜圖案22由形成於碳化矽半導體薄膜I上的矽薄膜層21經光刻技術光刻及氧化後形成。所述的氧化矽薄膜圖案22呈平行長條狀、或叉指狀、或正方形臺面狀、或其組合形狀。見圖1、2所示，本實施例中氧化矽薄膜圖案22呈平行長條狀。本實用新型製作步驟如下a、取一碳化矽半導體薄膜1，該碳化矽半導體薄膜I的材料為4H_SiC和6H_SiC、3C-SiC中的任意一種，該碳化矽半導體薄膜I需要進行標準RCA清洗，其中，RCA是一種最普遍使用的溼式化學清洗法。b、在碳化矽半導體薄膜I上生長一層所述的矽薄膜層21 ;所述生長矽薄膜層21的方法是採用等離子體增強化學氣相沉積方法、高溫氧化方法、常壓化學氣相沉積方法和低壓化學氣相沉積方法中的一種，其中，矽薄膜層21的晶型為單晶矽或多晶矽或無定形矽。C、在矽薄膜層21上採用光刻技術獲得多個分離的矽薄膜23，該矽薄膜23為叉指狀或平行長條狀或正方形臺面狀或其組合形狀，所述的光刻技術是溼法或幹法刻蝕技術。d、對樣品進行氧化，並通過控制氧化時間使多個分離的矽薄膜23向兩側擴張，令矽薄膜23兩側加寬到一定值後形成所述的氧化矽薄膜圖案22，並可作為所述的掩膜層2 ；所述的氧化工藝為幹氧或溼氧氧化工藝，其中，氧化溫度為700°C -1300°C。根據實驗得出，矽全部氧化成二氧化矽後，厚度會變大，即矽薄膜23經氧化後，其每側的寬度都被增加，令矽薄膜23經氧化後的氧化矽薄膜圖案22的間隙20變窄，形成精密程度高的線寬，氧化過程結束，關閉氧化爐電源，等氧化爐降溫後再取出樣品，本實用新型成型。另外，本實用新型中的氧化矽薄膜圖案22可根據需要呈叉指狀、或正方形臺面狀、或平行長條狀、叉指狀、正方形臺面狀的組合形狀，這裡不再一一贅述。當然，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並非來限制本實用新型實施範圍，凡依本實用新型申請專利範圍所述構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均應包括於本實用新型申請專利範圍內。
權利要求1.一種碳化矽電力電子器件，其特徵在於該器件包括一碳化矽半導體薄膜(I)以及形成於碳化矽半導體薄膜(I)上的掩膜層(2)，所述的掩膜層(2)為通過光刻和氧化後成型的氧化矽薄膜圖案(22 )，該氧化矽薄膜圖案(22 )間形成有間隙(20 )。
2.根據權利要求1所述的一種碳化矽電力電子器件，其特徵在於所述的氧化矽薄膜圖案(22)呈平行長條狀。
3.根據權利要求1所述的一種碳化矽電力電子器件，其特徵在於所述的氧化矽薄膜圖案(22)呈叉指狀。
4.根據權利要求1所述的一種碳化矽電力電子器件，其特徵在於所述的氧化矽薄膜圖案(22)呈正方形臺面狀。
專利摘要本實用新型公開一種碳化矽電力電子器件，旨在提高供一種結構簡單、精密程度高，且生產成本低廉的碳化矽電力電子器件。該器件包括一碳化矽半導體薄膜以及形成於碳化矽半導體薄膜上的掩膜層，所述的掩膜層為通過光刻和氧化後成型的氧化矽薄膜圖案，該氧化矽薄膜圖案間形成有間隙。本實用新型在碳化矽半導體薄膜上澱積矽薄膜層，將矽薄膜層經刻蝕後形成矽薄膜，並在矽薄膜上進行氧化工藝處理，通過氧化形成氧化矽薄膜圖案，該氧化矽薄膜圖案可通過氧化溫度和時間等條件，精確控制其寬度，即可控制氧化矽薄膜圖案之間的間隙的大小，使本實用新型精密程度高，可滿足不同產品的需求。另外，本實用新型還具有製作簡單、成本低廉等優點。
文檔編號H01L23/544GK202888167SQ20122047448
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者李錫光, 蕭黎鑫, 黎秀靖, 張新河, 俞軍, 劉丹, 潘勝 申請人:東莞市天域半導體科技有限公司