[發明專利]一種制備碳化硅MOSFET柵介質層的方法

在審

• 申請號: 201911005945.1
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110808282A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 王謙;柏松;費晨曦;楊勇
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 孫淑君

1.一種制備碳化硅MOSFET柵介質層的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：提供SiC基材，并將所述SiC基材放置于ALD反應腔室中；

S2：將所述ALD反應腔室升溫；

S3：采用ALD工藝在所述SiC基材表面依次循環生長SiO₂薄膜與Al₂O₃薄膜，形成柵介質層；

S4：在氧氣氛圍中對形成的所述柵介質層進行退火處理。

2.權利要求1所述的一種制備碳化硅MOSFET柵介質層的方法，其特征在于：所述步驟S2中，ALD反應腔室的溫度為200～300℃。

3.權利要求1所述的一種制備碳化硅MOSFET柵介質層的方法，其特征在于：所述步驟S3中，SiC基材表面依次循環生長SiO₂薄膜與Al₂O₃薄膜的循環次數為3～6次。

4.根據權利要求1所述的一種制備碳化硅MOSFET柵介質層的方法，其特征在于：所述步驟S2和步驟S3之間，采用第一等離子體對所述SiC基材表面進行預處理，所述第一等離子體為氨氣等離子體。

5.根據權利要求1所述的一種制備碳化硅MOSFET柵介質層的方法，其特征在于：所述步驟S3和步驟S4之間，采用第二等離子體對所述柵介質層表面進行等離子體后處理，所述第二等離子體為氧氣等離子體或者臭氧等離子體。

6.根據權利要求4所述的一種制備碳化硅MOSFET柵介質層的方法，其特征在于：采用第一等離子體對所述SiC基材表面進行預處理的方法包括以下步驟：

(1)向所述ALD反應腔室中通入氨氣和載氣；

(2)向所述ALD反應腔室中引入驅動等離子，使氨氣離化為第一等離子體；

(3)采用第一等離子體對SiC基材表面進行等離子體循環間歇式處理，所述等離子體循環間歇式處理包括若干個等離子體開啟階段和等離子體關閉階段進行循環處理。

7.根據權利要求5所述的一種制備碳化硅MOSFET柵介質層的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，所述含NH3氣體的氣體流量為60～100sccm，所述載氣的氣體流量為20～60sccm；所述步驟(2)中，所述驅動等離子的強度為100～200w；所述步驟(3)中，所述等離子體開啟階段的時間為2～4s，所述等離子體關閉階段的時間為3～6s，進行所述等離子體循環處理的次數為10～20次。

8.根據權利要求5所述的一種制備碳化硅MOSFET柵介質層的方法，其特征在于：采用第二等離子體對所述柵介質層表面進行等離子體后處理的方法包括以下步驟：

(1)向所述ALD反應腔室中通入氧氣和載氣或者臭氧和載氣；

(2)向所述ALD反應腔室中引入驅動等離子，使氧氣或者臭氧離化為所述第二等離子體；

(3)采用所述第二等離子體對所述柵介質層表面進行等離子體循環間歇式處理，所述等離子體循環處理包括等離子體開啟階段和等離子體關閉階段。

9.根據權利要求8所述的一種制備碳化硅MOSFET柵介質層的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，所述含氧氣體的氣體流量為40～60sccm，所述載氣的氣體流量為20～40sccm；所述步驟(2)中，所述驅動等離子的強度為100～200w；所述步驟(3)中，所述等離子體開啟階段的時間為2～4s，所述等離子體關閉階段的時間為3～6s，進行所述等離子體循環處理的次數為15～20次。