一种碳化硅器件的栅氧结构及其制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种碳化硅器件的栅氧结构，栅氧结构由第一SiO2层和第二SiO2层夹持PSG层构成。本发明专利技术通过制备三明治结构的栅氧，优化栅氧厚度，结合NO退火与PSG回流为一工艺，退火过程N与扩散至界面，改善了SiC/SiO2界面态密度，从而提高了碳化硅器件MOS结构的沟道迁移率。

A gate oxygen structure of silicon carbide device and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅器件的栅氧结构及其制备方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及碳化硅器件的栅氧结构。
技术介绍
碳化硅是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料，与其他半导体材料相比，碳化硅具有高禁带宽度、高饱和电子漂移速度、高击穿强度、低介电常数和高热导率等优点。其中碳化硅MOSFET是目前发展最快的宽禁带功率半导体器件，碳化硅物理和电学特性相比于传统的硅材料具有明显的优势，在节能减排方面占据极其重要的地位。可广泛应用于电动汽车、充电桩、不间断电源及智能电网等领域。然而，当前通过干氧化或湿法氧化SiC形成栅氧，SiC/SiO2界面存在悬挂键和碳簇以及大量的界面态,界面陷阱会束缚反型层中的载流子，导致器件电流密度降低，同时束缚的载流子对沟道中的自由载流子又产生库伦散射，导致沟道迁移率,降低了器件的导通特性；同时当前通过氧化工艺难以制备厚度>50nm的栅氧。因此，碳化硅MOS结构中栅氧制备方式及相应的后续处理工艺是限制碳化硅基MOSFET器件性能的关键步骤。当前通过氧化方法制备的栅氧，SiC/SiO2界面存在大量的界面态。虽然氧化后可通过后续NO退火，进行对界面氮化处理，改善沟道迁移率，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅器件的栅氧结构，其特征在于：所述栅氧结构结构从下至上依次包括：SiC材料；第一SiO2层，位于所述SiC层表面上，所述第一SiO2层厚度为15nm‑35nm；PSG层，所述PSG层的厚度为5nm‑10nm；第二SiO2层，所述第二SiO2层厚度为15nm‑35nm。

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅器件的栅氧结构，其特征在于：所述栅氧结构结构从下至上依次包括：SiC材料；第一SiO2层，位于所述SiC层表面上，所述第一SiO2层厚度为15nm-35nm；PSG层，所述PSG层的厚度为5nm-10nm；第二SiO2层，所述第二SiO2层厚度为15nm-35nm。2.根据权利要求1所述的碳化硅器件的栅氧结构，其特征在于：所述PSG层中P含量为4％-12％wt。3.一种制备如权利要求1或2所述碳化硅器件的栅氧结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、提供SiC材料；步骤2、在所述SiC材料上表面用PECVD方式沉积厚度为15nm-35m第一SiO2层；步骤3、在所述第一SiO2层上表面用PECVD方式沉积厚度为5nm-10nmPSG层；步骤4、在所述PSG层上表面用PECVD方式沉积厚度为15nm-35nm第二SiO2层。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：制备方法包括步骤5、将制成的栅氧结构转移至退火炉中退火，完成PSG回火。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟晓伟，
申请(专利权)人：芜湖启迪半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34