[发明专利]一种SiC基MIS器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种SiC基MIS器件及其制备方法，方法包括：在蓝宝石衬底上制备氧化镓纳米片；在n型重掺SiC层上生长n型轻掺SiC栅介质层；在所述n型重掺SiC层远离所述n型轻掺SiC栅介质层的一侧制备底栅电极；将所述蓝宝石衬底上的所述氧化镓纳米片转移到所述n型轻掺SiC栅介质层上；在所述氧化镓纳米片的两端分别制备源电极和漏电极；对所述源电极、所述漏电极、所述氧化镓纳米片、所述n型轻掺SiC栅介质层、所述n型重掺SiC层和所述底栅电极进行退火处理，以得到SiC基MIS器件。本发明制备的SiC基MIS器件具有良好的栅控能力，且散热性能提高，耐压能力增强，且本发明的制备方法成本低，制备的器件性能优异，对环境友好，可重复性生产。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种SiC基MIS器件及其制备方法。

背景技术

功率半导体器件应用领域十分广泛，在5G通信、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域具有广阔的前景。随着传统Si基功率器件逐渐接近其理论极限值，在功率密度的提供上已被挖掘殆尽，以GaN和SiC为代表的第三代宽禁带半导体因其具有更宽带隙、更高击穿场强、更低能量损耗等优势给功率半导体产业重新带来了生机。但SiC和GaN目前也面临着一些问题，如掺杂带隙能量升高时衬底导电性差，单晶制备成本高等。

近年来，氧化镓成为下一个高功率器件的候选材料，相较于SiC和GaN，它具有更宽的禁带宽度(4.9eV)、更高的击穿场强(8MV/cm)以及更好的Baliga品质因数)，因此基于氧化镓材料的功率器件具有耐高压、低损耗、耐辐射等优点。但氧化镓热导系数较小、散热能力差，这阻碍了功率器件性能的进一步提高。针对这种现状，目前常采用机械剥离单晶获得氧化镓薄层来提高散热能力(参见文献jie su et al.Mechanical and thermodynamicproperties of two-dimensional monoclinic Ga2O3[J].MaterialsDesign,184.)和中国专利CN110112206A。

但是，机械剥离单晶获得氧化镓薄层的做法依旧存在可重复性差、受单晶中的点缺陷影响等不足。

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基MIS器件及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种SiC基MIS器件的制备方法，包括以下步骤：

在蓝宝石衬底上制备氧化镓纳米片；

在n型重掺SiC层上生长n型轻掺SiC栅介质层；

在所述n型重掺SiC层远离所述n型轻掺SiC栅介质层的一侧制备底栅电极；

将所述蓝宝石衬底上的所述氧化镓纳米片转移到所述n型轻掺SiC栅介质层上；

在所述氧化镓纳米片的两端分别制备源电极和漏电极；

对所述源电极、所述漏电极、所述氧化镓纳米片、所述n型轻掺SiC栅介质层、所述n型重掺SiC层和所述底栅电极进行退火处理，以得到SiC基MIS器件。

在本发明的一个实施例中，在蓝宝石衬底上制备氧化镓纳米片，包括：

将氧化镓粉末和碳粉进行配比并均匀混合以制备混合粉末；

利用化学气相沉积工艺在所述蓝宝石衬底上制备所述氧化镓纳米片。

在本发明的一个实施例中，利用化学气相沉积工艺在所述蓝宝石衬底上制备所述氧化镓纳米片，包括：

将所述混合粉末放入刚玉舟并置于石英管中，将所述蓝宝石衬底置于气流下游离所述混合粉末距离5～20cm处，通过化学气相沉积法生长1～3h后得到氧化镓纳米片。