碳化硅特色工藝模塊簡(jiǎn)介

碳化硅（SiC）是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有高熱導(dǎo)率、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高飽和電子漂移速率和高鍵合能等優(yōu)點(diǎn)。由于這些優(yōu)異的性能，碳化硅在電力電子、微波射頻、光電子等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，由于碳化硅材料的生長(zhǎng)和加工難度較大，其特色工藝模塊的研究和應(yīng)用成為了當(dāng)前碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

碳化硅特色工藝模塊主要包括以下幾個(gè)方面：

注入摻雜

在碳化硅中，碳硅鍵能較高，雜質(zhì)原子難以在其中擴(kuò)散。因此，在制備碳化硅器件時(shí)，PN結(jié)的摻雜必須通過(guò)高溫下離子注入的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

碳化硅晶片切割技術(shù)

柵結(jié)構(gòu)成型

SiC/SiO2界面的質(zhì)量對(duì)MOSFET溝道遷移和柵極可靠性具有重要影響。因此，需要開(kāi)發(fā)特定的柵氧及氧化后退火工藝，通過(guò)引入特殊原子（如氮原子）來(lái)補(bǔ)償SiC/SiO2界面處的懸掛鍵，從而滿足高質(zhì)量SiC/SiO2界面和器件高遷移性能的要求。主要的工藝技術(shù)包括柵氧高溫氧化、LPCVD和PECVD。

碳化硅薄膜制備技術(shù)

碳化硅薄膜具有低損耗、高導(dǎo)熱、耐高溫等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于微電子器件、光電子器件等領(lǐng)域。目前，主要的碳化硅薄膜制備技術(shù)有化學(xué)氣相沉積法（CVD）、物理氣相沉積法（PVD）和原子層沉積法（ALD）等。其中，CVD法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但其薄膜質(zhì)量受到氣體組分和溫度等因素的影響。PVD法和ALD法雖然可以獲得高質(zhì)量的碳化硅薄膜，但設(shè)備復(fù)雜、成本高。因此，如何實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量的碳化硅薄膜制備技術(shù)是當(dāng)前研究的關(guān)鍵。

形貌刻蝕

由于碳化硅材料在化學(xué)溶劑中具有惰性，因此要實(shí)現(xiàn)精確的形貌控制，只能通過(guò)干法刻蝕方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)過(guò)程中，需要根據(jù)碳化硅材料的特性來(lái)選擇掩膜材料、掩膜蝕刻方法、混合氣體、側(cè)壁控制、蝕刻速率和側(cè)壁粗糙度等。主要的工藝技術(shù)包括薄膜沉積、光刻、介質(zhì)膜腐蝕和干法刻蝕工藝。

金屬化

在器件的源電極制作過(guò)程中，需要確保金屬與碳化硅形成良好的低電阻歐姆接觸。這需要通過(guò)調(diào)控金屬淀積工藝來(lái)控制金屬-半導(dǎo)體接觸的界面狀態(tài)，同時(shí)采用高溫退火的方式降低肖特基勢(shì)壘高度，從而實(shí)現(xiàn)金屬-碳化硅歐姆接觸。主要的工藝技術(shù)包括金屬磁控濺射、電子束蒸發(fā)和快速熱退火。

總之，碳化硅特色工藝模塊的研究和應(yīng)用對(duì)于推動(dòng)碳化硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。通過(guò)不斷優(yōu)化和完善各種工藝技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)碳化硅材料在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。