碳化硅特色工艺模块简介

碳化硅（SiC）是一种宽禁带半导体材料，具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点。由于这些优异的性能，碳化硅在电力电子、微波射频、光电子等领域具有广泛的应用前景。然而，由于碳化硅材料的生长和加工难度较大，其特色工艺模块的研究和应用成为了当前碳化硅产业发展的关键。

碳化硅特色工艺模块主要包括以下几个方面：

注入掺杂

在碳化硅中，碳硅键能较高，杂质原子难以在其中扩散。因此，在制备碳化硅器件时，PN结的掺杂必须通过高温下离子注入的方式来实现。

碳化硅晶片切割技术

栅结构成型

SiC/SiO2界面的质量对MOSFET沟道迁移和栅极可靠性具有重要影响。因此，需要开发特定的栅氧及氧化后退火工艺，通过引入特殊原子（如氮原子）来补偿SiC/SiO2界面处的悬挂键，从而满足高质量SiC/SiO2界面和器件高迁移性能的要求。主要的工艺技术包括栅氧高温氧化、LPCVD和PECVD。

碳化硅薄膜制备技术

碳化硅薄膜具有低损耗、高导热、耐高温等特点，广泛应用于微电子器件、光电子器件等领域。目前，主要的碳化硅薄膜制备技术有化学气相沉积法（CVD）、物理气相沉积法（PVD）和原子层沉积法（ALD）等。其中，CVD法具有设备简单、成本低等优点，但其薄膜质量受到气体组分和温度等因素的影响。PVD法和ALD法虽然可以获得高质量的碳化硅薄膜，但设备复杂、成本高。因此，如何实现低成本、高质量的碳化硅薄膜制备技术是当前研究的关键。

形貌刻蚀

由于碳化硅材料在化学溶剂中具有惰性，因此要实现精确的形貌控制，只能通过干法刻蚀方法来实现。在这个过程中，需要根据碳化硅材料的特性来选择掩膜材料、掩膜蚀刻方法、混合气体、侧壁控制、蚀刻速率和侧壁粗糙度等。主要的工艺技术包括薄膜沉积、光刻、介质膜腐蚀和干法刻蚀工艺。

金属化

在器件的源电极制作过程中，需要确保金属与碳化硅形成良好的低电阻欧姆接触。这需要通过调控金属淀积工艺来控制金属-半导体接触的界面状态，同时采用高温退火的方式降低肖特基势垒高度，从而实现金属-碳化硅欧姆接触。主要的工艺技术包括金属磁控溅射、电子束蒸发和快速热退火。

总之，碳化硅特色工艺模块的研究和应用对于推动碳化硅产业的发展具有重要意义。通过不断优化和完善各种工艺技术，有望实现碳化硅材料在各领域的广泛应用。