[發明專利]一種提高SiC場效應晶體管中柵氧化層可靠性的方法

在審

• 申請號: 202110088948.7
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN114783862A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 白云;劉建君;劉新宇;郝繼龍;湯益丹;陳宏;田曉麗;楊成樾;陸江
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28;H01L21/3105
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李曉光

本發明提供了一種提高SiC場效應晶體管中柵氧化層可靠性的方法，該方法通過在三種加工環境下，采用不同的氣體對SiO₂柵氧化層依次進行三次退火處理，以降低SiO₂柵氧化層界面處的C相關缺陷。也就是說，通過三次連續的退火處理，可以處理掉SiC場效應晶體管中SiO₂柵氧化層界面處的多種陷阱和缺陷，界面質量得到優化，致密性得到增強，漏電流減小，可靠性得到提升，進而提高SiC場效應晶體管的性能。

技術領域

本發明涉及半導體器件技術領域，更具體地說，涉及一種提高SiC場效應晶體管中柵氧化層可靠性的方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，傳統的Si材料器件由于其材料特性的限制，在很多領域中逐漸不能滿足需求。

SiC作為理想的電力電子器件材料，在半導體器件領域中起到了極為重要的作用；具體的，在航空航天、高溫、高壓等領域中，SiC器件以其寬禁帶、耐高溫、耐高壓、高熱導率和高擊穿場強等優良特性得到重視。

其中，SiC材料的MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金屬-氧化物半導體場效應管晶體管)器件以其耐高壓、開關速度快和損耗小等優點成為SiC材料器件的核心器件。

但是，目前SiC場效應晶體管中柵氧化層的可靠性較低，導致SiC場效應晶體管的性能較差。

發明內容

有鑒于此，為解決上述問題，本發明提供一種提高SiC場效應晶體管中柵氧化層可靠性的方法，技術方案如下：

一種提高SiC場效應晶體管中柵氧化層可靠性的方法，所述方法包括：

提供一SiC外延片；

在所述SiC外延片上形成SiO₂柵氧化層；

在第一預設加工環境下，采用第一氣體對所述SiO₂柵氧化層進行第一次退火處理；

在第二預設加工環境下，采用第二氣體對所述SiO₂柵氧化層進行第二次退火處理；

在第三預設加工環境下，采用第三氣體對所述SiO₂柵氧化層進行第三次退火處理。

可選的，在上述方法中，所述提供一SiC外延片，包括：

提供一SiC襯底；

在所述SiC襯底上生長SiC外延層，以形成所述SiC外延片。

可選的，在上述方法中，所述第一預設加工環境為：

加工溫度為800℃-1000℃；

加工壓力為800pa-1200pa；

加工時間為30min-90min。

可選的，在上述方法中，所述第一氣體為氬氣。

可選的，在上述方法中，所述第二預設加工環境為：

加工溫度為800℃-1000℃；

加工壓力為800pa-1200pa；

加工時間為30min-90min。

可選的，在上述方法中，所述第二氣體為氧氣。

可選的，在上述方法中，所述第三預設加工環境為：

加工溫度為200℃-400℃；

加工壓力為800pa-1200pa；