基于界面钝化层的MOS电容器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于界面钝化层的MOS电容器及其制备方法，制备包括：提供一重掺杂的衬底，并于衬底一表面上形成轻掺杂的外延层；于外延层内形成欧姆接触区；于外延层表面形成界面钝化层，并于界面钝化层表面形成栅结构，于结构表面形成表面钝化层，并于表面钝化层内形成第一窗口及第二窗口；制作栅极金属电极、第一欧姆接触电极及第二欧姆接触电极。通过上述方案，本发明专利技术对MOS电容器的界面进行了优化，在栅介质层与外延层之间引入了界面钝化层，可消除MOS器件界面处不利的界面层，降低了界面密度和界面陷阱，制备方法简单，效果显著，提供了一种有效提高栅介质层与碳化硅界面特性的途径，具有广泛的应用前景。

MOS capacitor based on interface passivation layer and its preparation method

The invention provides a MOS capacitor and its preparing method based on interface passivation layer, the preparation method comprises: providing a substrate of a heavily doped substrate, and a surface forming a lightly doped epitaxial layer; ohmic contact region is formed in the epitaxial layer; forming a passivation layer on the surface of the epitaxial layer interface, and a gate structure is formed at the interface of the passivation layer formed on the surface of the passivation layer on the surface, surface structure, and the first window and two window is formed on the surface passivation layer; making gate metal electrode, a first ohmic contact electrode and a two ohm contact electrode. Through this program, the interface of MOS capacitor was optimized, the interface passivation layer is introduced between the gate dielectric layer and epitaxial layer, can eliminate the MOS device interface layer is unfavorable, reduces the density of interface and interface trap, the preparation method is simple, effective, and provides an effective way to improve the gate dielectric layer and the silicon carbide interface characteristics, has a wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
基于界面钝化层的MOS电容器及其制备方法
本专利技术属于半导体元件及其制造
，特别是涉及一种基于界面钝化层的MOS电容器及其制备方法。
技术介绍
在半导体领域，碳化硅(SiC)材料作为第三代宽带隙半导体材料，具有高临界击穿电场、高热导率、高电子饱和漂移速率等特点，在高温、高频、大功率、抗辐射等领域，尤其是高温或强腐蚀性等恶劣环境中具有巨大的应用潜力。随着能源危机不断增大以及环境问题的日益凸显，以节能减排为核心的技术不断涌现出来，其中，以改进现有电力系统来提高能源利用率最为引人关注，在提高电力利用效率中起关键作用的是功率器件，也称为电力电子器件，如何降低功率器件的能耗便已成为全球性的重要课题，在这种情况下，性能远优于普遍使用的Si器件的SiC器件受到人们青睐。新一代SiC电力电子器件产业发展需求紧迫，将直接影响我国电力电子设备与系统产业的升级，迫切需要开展SiC电力电子器件产业的布局，以避免西方出现基于SiC电力电子器件的高性能大容量电力电子装备时，我国一时无法应对的尴尬局面。但是，我国核心的电力电子器件国产化较低，SiC电力电子器件尚处于原型研制、试制阶段，SiCMOSFET器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于界面钝化层的MOS电容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)提供一重掺杂的衬底，且所述衬底具有第一表面和第二表面，并于所述第一表面上形成轻掺杂的外延层；2)于所述外延层内定义栅区，并于环绕所述栅区的外延层中进行重掺杂，形成欧姆接触区；3)于所述栅区表面形成界面钝化层，并于所述界面钝化层表面形成栅结构，其中，所述界面钝化层用于消除与其相接触的界面之间的坏层；4)于步骤3)所得到的结构的表面形成表面钝化层，并于所述表面钝化层内形成第一窗口及第二窗口，所述第一窗口与所述栅结构相对应，所述第二窗口环绕所述第一窗口且与所述欧姆接触区相对应；5)制作栅极金属电极、第一欧姆接触电极及第二欧姆接...

【技术特征摘要】
1.一种基于界面钝化层的MOS电容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)提供一重掺杂的衬底，且所述衬底具有第一表面和第二表面，并于所述第一表面上形成轻掺杂的外延层；2)于所述外延层内定义栅区，并于环绕所述栅区的外延层中进行重掺杂，形成欧姆接触区；3)于所述栅区表面形成界面钝化层，并于所述界面钝化层表面形成栅结构，其中，所述界面钝化层用于消除与其相接触的界面之间的坏层；4)于步骤3)所得到的结构的表面形成表面钝化层，并于所述表面钝化层内形成第一窗口及第二窗口，所述第一窗口与所述栅结构相对应，所述第二窗口环绕所述第一窗口且与所述欧姆接触区相对应；5)制作栅极金属电极、第一欧姆接触电极及第二欧姆接触电极，所述栅极金属电极形成于所述第一窗口内与所述栅结构电连接，所述第一欧姆接触电极形成于所述第二窗口内与所述欧姆接触区电连接，所述第二欧姆接触电极形成于所述衬底的第二表面上。2.根据权利要求1所述的基于界面钝化层的MOS电容器的制备方法，其特征在于，步骤1)中，还包括于所述衬底和所述外延层之间形成缓冲层的步骤。3.根据权利要求1所述的基于界面钝化层的MOS电容器的制备方法，其特征在于，步骤2)中，形成所述欧姆接触结构的具体步骤包括：2-1)于所述外延层表面沉积一层注入屏蔽层；2-2)于所述注入屏蔽层表面形成注入掩膜层，通过光刻工艺定义所述注入掩膜层以形成注入掩膜图形，其中，所述注入掩膜图形至少对应覆盖所述栅区；2-3)以所述注入掩膜图形为注入掩膜，于环绕所述栅区的外延层中进行离子注入，以形成重掺杂区域；2-4)对注入的所述离子进行激活处理，以形成所述欧姆接触区。4.根据权利要求3所述的基于界面钝化层的MOS电容器的制备方法，其特征在于，步骤2-1)中，所述注入屏蔽层的厚度为30～50nm；步骤2-3)中，进行所述离子注入的次数为3～5次，注入能量为25～100keV，注入剂量为2e14～5e14cm-2；步骤2-4)中，所述激活处理的温度为1600～1750℃，进行所述激活处理的时间为20～40min。5.根据权利要求1所述的基于界面钝化层的MOS电容器的制备方法，其特征在于，步骤2)和步骤3)之间，还包括于所述欧姆接触结构表面形成第一欧姆接触金属层，以及于所述第二表面形成第二欧姆接触金属层的步骤。6.根据权利要求5所述的基于界面钝化层的MOS电容器的制备方法，其特征在于，形成所述第一欧姆接触金属层的具体步骤包括：a)于所述欧姆接触结构表面依次沉积钛层、镍层以及金层；b)将步骤a)得到的结构进行退火，其退火温度为1000～1050℃，退火时间为30～60s。7.根据权利要求1所述的基于界面钝化层的MOS电容器的制备方法，其特征在于，步骤3)中，形成所述栅结构的具体步骤包括：3-1)于所述界面钝化层表面形成栅介质层，其中，所述栅介质层为高介电常数介质层；3-2)于所述栅介质层表面形成多晶硅层，以得到所述栅结构。8.根据权利要求1～7中任一项所述的基于界面钝化层的MOS电容器的制备方法，其特征在于，步骤3)中，形成的所述界面钝化层为LaSiOx钝化层。9.根据权利要求8所述的基于界面钝化层的MOS电容器的制备方法，其特征在于，形成所述LaSiOx...

【专利技术属性】
技术研发人员：程新红，王谦，李静杰，郑理，沈玲燕，张栋梁，顾子悦，钱茹，俞跃辉，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31