[发明专利]一种SiC MOSFET栅氧化层退火方法有效

申请号：	201811288681.0	申请日：	2018-10-31
公开（公告）号：	CN109461646B	公开（公告）日：	2020-11-17
发明（设计）人：	邵锦文;侯同晓;孙致祥;贾仁需;元磊;张秋洁;刘学松	申请（专利权）人：	秦皇岛京河科学技术研究院有限公司
主分类号：	H01L21/02	分类号：	H01L21/02;H01L21/04
代理公司：	西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙) 61230	代理人：	张晓
地址：	066004 河北省秦皇岛市市辖区经***	国省代码：	河北;13
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摘要：
搜索关键词：	一种 sic mosfet 氧化退火方法
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【说明书】：

本发明涉及一种SiC MOSFET栅氧化层退火方法，包括：制备SiC外延片；在所述SiC外延片上生长SiO₂栅氧化层；在惰性气体与Cl₂混合气体环境条件下，对所述SiO₂栅氧化层进行退火处理。本发明使用惰性气体与Cl₂混合气体退火SiC MOSFET器件的SiO₂栅氧化层，提高了SiC MOSFET器件中SiO₂栅氧化层的临界击穿电场能力。

技术领域

本发明属于SiC MOSFET器件领域，具体涉及一种SiC MOSFET栅氧化层退火方法。

背景技术

SiC作为第三代半导体材料，具有宽带隙、高热导率、高击穿场强等优势，适合用来制作高温大功率、高温高频以及抗辐射器件。因此，SiC被广泛应用到半导体场效应晶体管(Metal-oxide Semiconductor Field Effect Transistor，简称MOSFET)。

在SiC MOSFET中，由于生长过程中SiO₂与SiC材料晶格不匹配，在SiO₂栅氧化层的SiO₂界面和SiC外延片的SiC界面中会产生大量的悬挂键、碳簇和氧空位等陷阱电荷，影响器件的性能。目前降低SiO₂/SiC界面中的陷阱电荷的方法就是使用高温气体退火。常用的退火气体有含氮气体(例如N₂O、NO等)、Ar、H₂等。其中含氮气体主要用于降低SiO₂/SiC界面的碳簇现象，H₂主要用于降低SiO₂/SiC界面的悬挂键。

但在SiC MOSFET中，在高温生长SiO₂栅氧化层过程中，SiO₂栅氧化层的SiO₂界面和SiC外延片的SiC界面中会产生大量的氧空位陷阱电荷，会降低SiC MOSFET器件中SiO₂栅氧化层的临界击穿电场能力。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种SiC MOSFET栅氧化层退火方法。

本发明实施例提供了一种SiC MOSFET栅氧化层退火方法，包括：

制备SiC外延片；

在所述SiC外延片上生长SiO₂栅氧化层；

在惰性气体与Cl₂混合气体环境条件下，对所述SiO₂栅氧化层进行退火处理。

在本发明的一个实施例中，制备所述SiC外延片，包括：

选取SiC衬底层；

在所述SiC衬底层上生长SiC外延层，以形成所述SiC外延片。

在本发明的一个实施例中，在所述SiC外延片上生长所述SiO₂栅氧化层之前，还包括：

利用RCA清洗所述SiC外延片。