本發(fā)明涉及半導體器件相關，具體地說，涉及一種碳化硅器件的離子注入方法及碳化硅器件。

背景技術：

1、隨著半導體技術的發(fā)展，半導體器件的特征尺寸越來越小，特別是半導體工藝進入到深亞微米階段后，為實現(xiàn)高集成，高性能的器件，不同類型的襯底被運用到器件制造工藝。碳化硅(silicon?carbide，簡稱sic)相比于硅，具有更寬的禁帶寬度，更高的導熱系數(shù)，等溫條件下具有極低的本征載流子等優(yōu)異性能，從而適合在更高電壓、大電流和高溫狀態(tài)下工作。綜合各個優(yōu)異性能，碳化硅襯底在各個領域均具有極大的價值和極大的潛力。

2、雜質(zhì)的摻雜是芯片制造中十分重要的一步，幾乎所有的集成電路、led、功率器件等都需要用到摻雜。如硅的導電性能很差，需要在本征硅中引入少量雜質(zhì)，增加可移動的電子或空穴的數(shù)量，以改善其電性質(zhì)，使硅能夠滿足半導體制作的標準。擴散與離子注入(ionimplantation)是常見的兩種摻雜方式。但是和擴散相比，離子注入具有很多優(yōu)勢，是現(xiàn)代集成電路制造的主流工藝。由于雜質(zhì)在碳化硅中擴散系數(shù)很小，通常使用高溫注入提高雜質(zhì)離子擴散系數(shù)，可以減少離子轟擊對晶格的破壞和精準控制注入深度。但是碳化硅材料的高溫注入工藝仍然存在較多問題，如高溫注入工序會引起碳化硅晶圓的翹曲，從而造成注入離子不均勻從而影響制備的碳化硅器件的性能以及降低碳化硅器件的良率。

3、需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本發(fā)明的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域技術人員已知的現(xiàn)有技術的信息。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種碳化硅器件的離子注入方法及碳化硅器件，該碳化硅器件的離子注入方法在離子注入時調(diào)整注入離子束與碳化硅襯底的晶軸方向的夾角，從而避免沿碳化硅襯底的晶軸方向的注入的離子深度過大，提高碳化硅襯底的各個區(qū)域的離子注入的均勻性。

2、具體的，本發(fā)明的第一方面提供了一種碳化硅器件的離子注入方法，其特征在于，所述離子注入方法包括如下步驟：

3、提供一碳化硅襯底，在所述碳化硅襯底的表面沉積硬掩膜層；

4、圖案化所述硬掩膜層，所述硬掩膜層的圖案與目標離子注入?yún)^(qū)域?qū)?/p>

5、以所述硬掩膜層作為注入掩膜對所述碳化硅襯底進行離子注入，且離子注入時的注入離子束與所述碳化硅襯底的晶軸方向的夾角為2°～5°；

6、去除所述硬掩膜層。

7、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述碳化硅襯底為表面晶向為(0001)。

8、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，離子注入時的注入離子束在所述碳化硅襯底的投影與所述碳化硅襯底的平邊的夾角為30°～50°。

9、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，注入的離子為鋁離子、硼離子、氮離子或磷離子。

10、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，離子注入時的注入溫度為400℃～600℃。

11、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，離子注入時的注入離子能量為100kev～300kev。

12、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，離子注入時的離子注入的劑量為1e13?cm-3-1e15cm-3。

13、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，離子注入時的離子注入的深度為0.1μm～1.4μm。

14、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述離子注入方法還包括：

15、采用熱處理工藝處理所述碳化硅襯底以激活注入離子；

16、所述熱處理的溫度為1500℃～1900℃，時間為10min～30min。

17、本發(fā)明的第二方面提供了一種碳化硅器件，所述碳化硅器件至少包括一離子注入?yún)^(qū)域，所述離子注入?yún)^(qū)域采用所述的碳化硅器件的離子注入方法獲得。

18、本發(fā)明的碳化硅器件的離子注入方法在離子注入時調(diào)整注入離子束與碳化硅襯底的晶軸方向的夾角，從而避免沿碳化硅襯底的晶軸方向的注入的離子深度過大，提高碳化硅襯底的各個區(qū)域的離子注入的均勻性，從而保證碳化硅襯底上各個器件性能及提高碳化硅器件的良率。

技術特征：

1.一種碳化硅器件的離子注入方法，其特征在于，所述離子注入方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅器件的離子注入方法，其特征在于，所述碳化硅襯底為表面晶向為(0001)。

3.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅器件的離子注入方法，其特征在于，離子注入時的注入離子束在所述碳化硅襯底的投影與所述碳化硅襯底的平邊的夾角為30°～50°。

4.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅器件的離子注入方法，其特征在于，注入的離子為鋁離子、硼離子、氮離子或磷離子。

5.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅器件的離子注入方法，其特征在于，離子注入時的注入溫度為400℃～600℃。

6.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅器件的離子注入方法，其特征在于，離子注入時的注入離子能量為100kev～300kev。

7.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅器件的離子注入方法，其特征在于，離子注入時的離子注入的劑量為1e13?cm-3-1e15cm-3。

8.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅器件的離子注入方法，其特征在于，離子注入時的離子注入的深度為0.1μm～1.4μm。

9.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅器件的離子注入方法，其特征在于，所述離子注入方法還包括：

10.一種碳化硅器件，其特征在于，所述碳化硅器件至少包括一離子注入?yún)^(qū)域，所述離子注入?yún)^(qū)域采用權利要求1至權利要求9中任意一項所述的碳化硅器件的離子注入方法獲得。

技術總結(jié)
本發(fā)明提供了一種碳化硅器件的離子注入方法及碳化硅器件，所述離子注入方法包括如下步驟：在所述碳化硅襯底的表面沉積硬掩膜層；圖案化所述硬掩膜層，所述硬掩膜層的圖案與目標離子注入?yún)^(qū)域?qū)?；以所述硬掩膜層作為注入掩膜對所述碳化硅襯底進行離子注入，且離子注入時的注入離子束與所述碳化硅襯底的晶軸方向的夾角為2°～5°；去除所述硬掩膜層。本發(fā)明的碳化硅器件的離子注入方法在離子注入時調(diào)整注入離子束與碳化硅襯底的晶軸方向的夾角，從而避免沿碳化硅襯底的晶軸方向的注入的離子深度過大，提高碳化硅襯底的各個區(qū)域的離子注入的均勻性，從而保證碳化硅襯底上各個器件性能及提高碳化硅器件的良率。

技術研發(fā)人員：靖伯超,董新宇,陳輝旺
受保護的技術使用者：上海積塔半導體有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/23