一种高介电常数栅介质材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于半导体器件制备技术领域，具体涉及一种高介电常数栅介质材料及其制备方法。该高介电常数栅介质材料，自下至上，包括依次叠加的AlN层、AlO

【技术实现步骤摘要】
一种高介电常数栅介质材料及其制备方法
本专利技术属于半导体器件制备
，具体涉及一种高介电常数栅介质材料及其制备方法。
技术介绍
作为第三代宽禁带半导体材料的典范，SiC半导体材料具有较宽4H～SiC的理论值为3.2eV)、较高的击穿电场强度(2.2MV/cm)、较高的高饱和电子迁移速率(2.0×107cm/s)、较高的高热导率(5.0W/cmK)、极好的物理化学稳定性等特性，适合于作为大功率、高电压、高工作温度、高工作频率功率半导体器件的制造材料。与其它化合物半导体材料相比，SiC可以像硅那样自然氧化形成致密的高质量的SiO2，一方面让SiC工艺与常规CMOS工艺具有更高的工艺兼容性和成熟性，另一方面也为SiC基MOS型器件提供相应的栅介质生长工艺，使得SiC功率MOS器件制造具有更成熟的制造工艺。目前来说，高温热氧化工艺为SiC基MOSFET器件提供了重要的技术支撑，成为其栅介质工艺的主流工艺。虽然高温热氧化工艺在SiC基MOSFET器件工艺中取得成功的应用，但是，相对于Si的氧化工艺，其也存在着一些重要问题，比如，(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高介电常数栅介质材料，其特征在于，自下至上，包括依次叠加的AlN层、AlO

【技术特征摘要】
1.一种高介电常数栅介质材料，其特征在于，自下至上，包括依次叠加的AlN层、AlOxNy层和Al2O3层；
其中，x、y是xAlO/yAlN层中的AlO与AlN的摩尔比，x的取值范围为1～10，y的取值范围为1～10。


2.一种制备权利要求1所述的高介电常数栅介质材料的方法，其特征在于，包括，
对碳化硅外延片进行预处理；
然后在碳化硅外延片上依次淀积AlN层、xAlO/yAlN层和AlO层；
经热退火后依次形成AlN层、AlOxNy层、Al2O3层，得到栅介质材料。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述热退火是在氮气、氩气或一氧化二氮的气氛下进行的；
所述热退火采用快速退火法，退火温度为800～1200℃，时间为10～60s；或，
所述热退火的温度为600～1000℃，时间为30～60min。


4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述xAlO/yAlN层是通过交替淀积AlO纳米层和AlN纳米层得到；其中，AlO纳米层中的AlO和AlN纳米层中的AlN的摩尔比为x：y。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述AlO纳米层的反应前驱体A为TMA，反应前驱体B为O3或H2O；
所述AlN纳米层的反应前驱体A为TMA，反应前驱体B为N2和/或H2；
所述AlO纳米层和AlN纳米层的淀积温度为200-350℃；
所述xAlO/yAlN层的厚度为10～100nm。


6.根据权利要求2-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述淀积的方法为原子层沉积工艺；
所述AlN层的淀积温度为100～350℃，反应前驱体A为TMA，反应前驱体B为N2和/或H2，所述AlN层的厚度为1～5nm；
所述AlO层的淀积温度为100～350℃，反应前驱体A为TMA，反应前驱体B为O3或H2O，所述AlO层的厚度为1～10nm。


7.根据权利要求2-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述预处理包括依次对外延片进行第一清洗、离子注入、第二清洗、高温牺牲氧化处理和高温表面处理的操作步骤。


8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述离子注入和所述第二清洗之间还包括刻蚀的步骤。


9.根据权利要求7或8所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏经华，张文婷，田丽欣，安运来，田亮，查祎英，杨霏，吴军民，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国家电网有限公司，国网山东省电力公司泰安供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11