[發(fā)明專利]一種SiC MOSFET柵氧化層退火方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811288681.0
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109461646B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵錦文;侯同曉;孫致祥;賈仁需;元磊;張秋潔;劉學(xué)松
• 申請（專利權(quán)）人: 秦皇島京河科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/04
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張曉

本發(fā)明涉及一種SiC MOSFET柵氧化層退火方法，包括：制備SiC外延片；在所述SiC外延片上生長SiO₂柵氧化層；在惰性氣體與Cl₂混合氣體環(huán)境條件下，對所述SiO₂柵氧化層進(jìn)行退火處理。本發(fā)明使用惰性氣體與Cl₂混合氣體退火SiC MOSFET器件的SiO₂柵氧化層，提高了SiC MOSFET器件中SiO₂柵氧化層的臨界擊穿電場能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于SiC MOSFET器件領(lǐng)域，具體涉及一種SiC MOSFET柵氧化層退火方法。

背景技術(shù)

SiC作為第三代半導(dǎo)體材料，具有寬帶隙、高熱導(dǎo)率、高擊穿場強(qiáng)等優(yōu)勢，適合用來制作高溫大功率、高溫高頻以及抗輻射器件。因此，SiC被廣泛應(yīng)用到半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal-oxide Semiconductor Field Effect Transistor，簡稱MOSFET)。

在SiC MOSFET中，由于生長過程中SiO₂與SiC材料晶格不匹配，在SiO₂柵氧化層的SiO₂界面和SiC外延片的SiC界面中會(huì)產(chǎn)生大量的懸掛鍵、碳簇和氧空位等陷阱電荷，影響器件的性能。目前降低SiO₂/SiC界面中的陷阱電荷的方法就是使用高溫氣體退火。常用的退火氣體有含氮?dú)怏w(例如N₂O、NO等)、Ar、H₂等。其中含氮?dú)怏w主要用于降低SiO₂/SiC界面的碳簇現(xiàn)象，H₂主要用于降低SiO₂/SiC界面的懸掛鍵。

但在SiC MOSFET中，在高溫生長SiO₂柵氧化層過程中，SiO₂柵氧化層的SiO₂界面和SiC外延片的SiC界面中會(huì)產(chǎn)生大量的氧空位陷阱電荷，會(huì)降低SiC MOSFET器件中SiO₂柵氧化層的臨界擊穿電場能力。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種SiC MOSFET柵氧化層退火方法。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種SiC MOSFET柵氧化層退火方法，包括：

制備SiC外延片；

在所述SiC外延片上生長SiO₂柵氧化層；

在惰性氣體與Cl₂混合氣體環(huán)境條件下，對所述SiO₂柵氧化層進(jìn)行退火處理。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，制備所述SiC外延片，包括：

選取SiC襯底層；

在所述SiC襯底層上生長SiC外延層，以形成所述SiC外延片。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述SiC外延片上生長所述SiO₂柵氧化層之前，還包括：

利用RCA清洗所述SiC外延片。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述SiC外延片上生長所述SiO₂柵氧化層，包括：

在1000℃～1400℃溫度下，通入氧化氣體，在所述SiC外延片上生長所述SiO₂柵氧化層。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化氣體為干氧化氣體或濕氧化氣體。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在惰性氣體與Cl₂混合氣體環(huán)境條件下，對所述SiO₂柵氧化層進(jìn)行退火處理，包括：