[發(fā)明專利]復(fù)合柵介質(zhì)SiC MISFET器件的制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310471216.1
• 申請日: 2013-10-09
• 公開（公告）號: CN103730359A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉莉;王德君;馬曉華;楊銀堂
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及半導(dǎo)體器件的制作，特別是一種復(fù)合柵介質(zhì)SiC?MISFET器件的制作方法，以提高MISFET器件的溝道遷移率并減小SiC/SiO₂界面態(tài)密度，從而提高其在高溫、大功率應(yīng)用時的可靠性。?

背景技術(shù)

SiC具有獨特的物理、化學(xué)及電學(xué)特性，是在高溫、高頻、大功率及抗輻射等極端應(yīng)用領(lǐng)域極具發(fā)展?jié)摿Φ陌雽?dǎo)體材料。SiC功率MOSFET的最佳工作狀態(tài)與柵介質(zhì)絕緣層界面特性及體特性緊密相關(guān)。為改善SiCMOS器件界面性質(zhì)以及提高柵介質(zhì)可靠性，目前的主要方法集中在退火工藝的研究上，如傳統(tǒng)的Ar、H₂退火、氮氧化物退火（NO、N₂O），氧化前N離子注入，而這些都是通過在界面處導(dǎo)入更多的Ar、H及N元素的原理以降低界面態(tài)密度，但是通過實驗發(fā)現(xiàn)，這些方法導(dǎo)入元素的比例非常小，界面態(tài)密度并不能被很好的降低；而且采用N和H鈍化之后對于MOSFET器件的電子遷移率仍舊沒有達到實際應(yīng)用的要求，也僅有30～40cm²V^-1s^-1，F(xiàn).Allerstan等人通過試驗發(fā)現(xiàn)SiC/SiO₂界面通過鈉鈍化之后可以將Si面反型溝道遷移率提高到150cm²V^-1s^-1，但是鈉離子在偏壓的作用下會移動導(dǎo)致閾值電壓的不穩(wěn)定，因此利用鈉元素鈍化也并不是很好的方法。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述工藝的不足，提出一種Al₂O₃/Nitrided-SiO₂復(fù)合柵介質(zhì)SiC?MISFET器件的制作方法，以降低SiC和SiO₂界面態(tài)密度，提高SiC?MISFET器件溝道遷移率，改善SiC?MISFET器件在高溫、大功率應(yīng)用時的可靠性。?

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案：?

一種復(fù)合柵結(jié)構(gòu)SiC?MISFET器件的制作方法，包括以下步驟：?

A1基片表面清洗：對P型SiC外延片樣品的表面進行標準濕法工藝清洗：?

A2源漏高溫離子注入以及退火激活：在表面被清洗過的P型SiC外延片樣品表面涂光刻膠，刻出源、漏高溫離子注入?yún)^(qū)域，然后進行源漏高溫P+離子注入以及離子注入退火激活：?

A3源漏歐姆接觸的形成：在進行源漏高溫離子注入以及退火激活之后，在SiC樣品P型外延層表面涂光刻膠、刻出源漏歐姆接觸孔，然后進行源漏歐姆接觸金屬的淀積，剝離形成源漏歐姆接觸，并進行合金退火：?

A4復(fù)合柵介質(zhì)層生長：將進行源漏歐姆接觸后的SiC樣品表面進行大面積HF酸清洗，然后進行Al₂O₃/Nitrided-SiO₂復(fù)合柵介質(zhì)層的生長：?

A5柵圖形的形成：在生長完復(fù)合柵介質(zhì)的基片表面涂剝離膠、光刻膠光刻出柵區(qū)域，電子束蒸發(fā)形成柵金屬，然后剝離實現(xiàn)柵圖形；?

A6電極制作。?

所述的制作方法，所述步驟A2具體過程如下，?

A21將表面被清洗過的P型SiC外延片樣品放入PECVD當中，大面積淀積SiO₂層，厚度為60nm；?

A22在淀積了SiO₂層的SiC樣品表面涂光刻膠，并光刻出源、漏區(qū)域；然后在HF酸溶液當中將未經(jīng)光刻膠保護的SiO₂層清洗掉，露出源漏高溫離子注入?yún)^(qū)域；?

A23將露出源漏區(qū)域的SiC樣品放入高溫離子注入機，在400℃下分四次進行高溫氮離子注入，劑量和能量如下：400℃：5×10¹⁴㎝^-2/30K，6.0×10¹⁴㎝^-2/60K，8×10¹⁴㎝^-2/120K，1.5×10¹⁵㎝^-2/190K；?

A24對進行了高溫離子注入后的樣品在HF溶液中清洗，去除表面的SiO₂阻擋層；?

A25將SiO₂阻擋層去掉的SiC樣品放入高溫退火爐中在1600℃下退火30min。?

所述的制作方法，所述步驟A3具體過程如下：?

A31對進行了高溫退火的SiC樣品表面涂剝離膠、甩膠；?