[發(fā)明專利]MOS器件的制備方法及MOS器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011029074.X
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112117326B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申占偉;劉興昉;趙萬(wàn)順;王雷;閆果果;孫國(guó)勝;曾一平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): H01L29/423
• 分類號(hào): H01L29/423;H01L29/16;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種MOS器件的制備方法，其特征在于，所述MOS器件包括寬禁帶半導(dǎo)體基片和SOI基片，所述SOI基片包括硅介質(zhì)層和絕緣介質(zhì)層，所述制備方法包括：

在寬禁帶半導(dǎo)體基片的上表面注入硼原子或氮原子，形成表面摻雜層；

在所述表面摻雜層中注入包含有氫離子的活性基團(tuán)；

對(duì)SOI基片的絕緣介質(zhì)層表面進(jìn)行等離子激活，使所述SOI 基片的絕緣介質(zhì)層中形成羥基活性等離子基元；

通過所述寬禁帶半導(dǎo)體基片的表面摻雜層中包含的氫離子和所述SOI基片的絕緣介質(zhì)層中包含的羥基活性等離子基元，鍵合所述寬禁帶半導(dǎo)體基片和所述SOI基片；

對(duì)所述SOI基片的硅介質(zhì)層進(jìn)行低溫氧化處理，形成柵介質(zhì)層；

在所述寬禁帶半導(dǎo)體基片的下表面依次淀積鎳、鈦、鋁的多層金屬，形成背面電極接觸；

在所述柵介質(zhì)層的正面淀積金屬薄膜層，形成正面電極接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鍵合所述寬禁帶半導(dǎo)體基片和所述SOI基片包括：

采用物理或者化學(xué)鍵合工藝將所述寬禁帶半導(dǎo)體基片和所述SOI基片在預(yù)設(shè)壓力條件下直接結(jié)合，使得所述SOI基片的絕緣介質(zhì)層形成于所述寬禁帶半導(dǎo)體基片的表面摻雜層之上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鍵合所述寬禁帶半導(dǎo)體基片和所述SOI基片之后，還包括：

在200至1100攝氏度范圍內(nèi)退火鍵合后的所述寬禁帶半導(dǎo)體基片和所述SOI基片。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鍵合所述寬禁帶半導(dǎo)體基片和所述SOI基片之后，還包括：

將硅介質(zhì)層進(jìn)行拋光減薄，減薄后的硅介質(zhì)層的厚度為5至20納米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述對(duì)所述SOI基片的硅介質(zhì)層進(jìn)行低溫氧化處理，形成柵介質(zhì)層之后，還包括：

采用低溫退火工藝對(duì)所述柵介質(zhì)層進(jìn)行退火處理，所述的退火溫度為400至1000攝氏度的溫度，退火時(shí)間為0.5～3小時(shí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述在所述寬禁帶半導(dǎo)體基片的下表面依次淀積鎳、鈦、鋁的多層金屬，形成背面電極接觸之后，還包括：

在900至1000攝氏度的溫度范圍，氮?dú)饣蛘邭鍤鈼l件下，退火所述背面電極接觸，形成歐姆接觸。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的寬禁帶半導(dǎo)體基片的材料為碳化硅、氮化鎵、氧化鎵、金剛石中的任意一種；

所述金屬薄膜層的材料包括鋁、鎳、鈦、鎢、鉬、銀、銅、鉑中的任意一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述表面摻雜層的厚度在1至20納米之間。

9.一種MOS器件，其特征在于，由權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的MOS器件的制備方法制作而成，所述MOS器件包括寬禁帶半導(dǎo)體基片和SOI基片；

所述寬禁帶半導(dǎo)體基片的上表面形成有表面摻雜層，所述表面摻雜層中包含有氫離子的活性基團(tuán)；

所述SOI基片包括硅介質(zhì)層和絕緣介質(zhì)層，所述絕緣介質(zhì)層中包含有羥基活性等離子基元；

其中，所述寬禁帶半導(dǎo)體基片的表面摻雜層中包含的氫離子和所述SOI基片的絕緣介質(zhì)層中包含的羥基活性等離子基元鍵合。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的MOS器件，其特征在于，所述寬禁帶半導(dǎo)體基片的下表面依次淀積有鎳、鈦、鋁的多層金屬；

所述柵介質(zhì)層的上表面淀積有金屬薄膜層。