[发明专利]Al2O3/HfxLa1-xO/SiO2堆垛栅介质层的SiC MOS电容及制造方法

权利要求书

1.一种Al₂O₃/Hf_xLa_1-xO/SiO₂堆垛栅介质层的SiC MOS电容，其特征在于，所述堆垛介质层的SiC MOS电容包括：SiC衬底、SiC外延层、堆垛栅介质层和正负电极；

所述SiC衬底上设有SiC外延层；

所述堆垛栅介质层包括下层SiO₂过渡层、Hf_xLa_1-xO层和Al₂O₃覆盖层；所述SiC外延层上设有下层SiO₂过渡层，所述下层SiO₂过渡层上设有所述Hf_xLa_1-xO层，所述Hf_xLa_1-xO层上设有Al₂O₃覆盖层；

所述正负电极分别与Al₂O₃覆盖层的表面和SiC衬底的背面连接；

所述SiC衬底为重掺杂的SiC衬底层，所述SiC外延层为轻掺杂的SiC外延层。

2.根据权利要求1所述的堆垛栅介质层的SiC MOS电容，其特征在于，所述SiC外延层厚度为5-100μm，掺杂浓度为1×10¹⁵-5×10¹⁶cm^-3。

3.根据权利要求1所述的堆垛栅介质层的SiC MOS电容，其特征在于，所述下层SiO₂过渡层的厚度为1-30nm。

4.根据权利要求1所述的堆垛栅介质层的SiC MOS电容，其特征在于，所述Hf_xLa_1-xO层的厚度为5nm-100nm。

5.根据权利要求1所述的堆垛栅介质层的SiC MOS电容，其特征在于，所述Al₂O₃覆盖层的厚度为1-30nm。

6.一种Al₂O₃/Hf_xLa_1-xO/SiO₂堆垛栅介质层的SiC MOS电容的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，在SiC衬底上生长厚度为5-100μm轻掺杂的SiC外延层，掺杂浓度为1×10¹⁵-5×10¹⁶cm^-3；

步骤2，将SiC衬底的上SiC外延层进行清洗处理，接着在温度为1175±5℃的条件下，10％N₂O:90％N₂的混合气体中生长厚度为1nm-30nm的下层氮化SiO₂过渡层；

步骤3，将所生长的SiO₂过渡层在Ar气环境中快速退火处理和在Ar气环境中冷却处理；

步骤4，利用原子层淀积(ALD)的方法，在退火和冷却处理后的下层SiO₂过渡层上淀积一层厚度为5nm-100nm的Hf_xLa_1-xO层；

步骤5，利用原子层淀积的方法，在Hf_xLa_1-xO层上淀积一层厚度为1nm-30nm的Al₂O₃覆盖层；

步骤6，利用磁控溅射的方法在Al₂O₃覆盖层表面溅射金属Ni作为正电极，在所述SiC衬底的背面溅射金属Ni作为负电极，然后在N₂气环境中快速退火处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤3中在Ar气环境中快速退火，具体为，退火温度为1000±5℃，退火时间为5min，在Ar气环境中退火。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤3中在Ar气环境中冷却，具体为，按照5℃/min的速率在Ar气环境中冷却。