SiC制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
SiC外延结构及其制备方法和应用


[0001]本专利技术特别涉及一种
SiC
外延结构及其制备方法和应用，属于半导体

。

技术介绍

[0002]SiC
器件作为三代半半导体的重要组成部分，其的研究在最近数十年取得了巨大的发展，但限制于其衬底缺陷，成品良率及栅氧界面层的质量问题，阻碍着
SIC
器件的快速发展
。
[0003]工业上生产
SiC
器件时，一般采用直接氧化
SiC
生产栅氧
SiO2，这种技术的优点是：生成的栅氧层较致密，强度高，有助于提高栅氧的击穿电压
。
但其存在以下缺点：生成的
SiO2中的
Si
来自于
SiC
，反应会留下的
C
空位，使得栅氧界面层的质量变差，影响了器件的性能
。
针对直接氧化所存在的缺陷，为改善
SiC
器件栅氧界面层的质量，现有技术人员还采用在
SiC
上生成一层
Si
膜
(CN 114023633 A)
，生成的
SiO2中的
Si
来自于
Si
膜，减少了
SiC
中
Si
的消耗，从而减少了
C
空位的量，改善了
SiC
和
SiO2的界面层的质量
。
但由于生成的
SiO2来自于沉积的
Si
膜，相比于
SiC
直接生成的
Si02，其致密性相对差，强度相对低，导致栅氧的击穿电压变差
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种
SiC
外延结构及其制备方法和应用，从而克服先于技术中的不足
。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0006]本专利技术一方面提供了一种
SiC
外延结构的制备方法，包括：
[0007]提供
SiC
外延片，所述
SiC
外延片的表层区域包括第一区域以及沿第一方向与所述第一区域邻接的第二区域；
[0008]向所述第一区域内注入选定元素，以使所述第一区域的
SiC
晶体非晶化；
[0009]在相同的氧化条件下对所述
SiC
外延片的第一区域和第二区域进行氧化处理，以将所述第一区域氧化形成第一氧化硅层，将所述第二区域氧化形成第二氧化硅层，所述第一氧化硅层的厚度大于所述第二氧化硅层的厚度，其中，所述第二区域为沟道区域，所述第一氧化硅层和所述第二氧化硅层整体作为栅氧层
。
[0010]本专利技术另一方面还提供了由所述的
SiC
外延结构的制备方法获得的
SiC
外延结构
。
[0011]本专利技术另一方面还提供了一种
SiC
器件，包括由所述的
SiC
外延结构的制备方法获得的
SiC
外延结构以及与所述
SiC
外延结构匹配的电极
。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的优点包括：本专利技术提供的一种
SiC
外延结构的制备方法，采用高剂量的注入，并结合氧化的工艺，在除了沟道位置的栅氧相关区域增加栅氧的厚度，同时，由于高剂量的注入后，使得注入区域的晶体非晶化，当高温热氧时，注入区域的氧化速率更快，注入区域的栅氧厚度相对较厚，从而使得该区域的栅氧层的耐压增强，从而提高了器件的可靠性
。
附图说明
[0013]图1是本专利技术一典型实施案例中提供的一种
SiC MOS
器件的制备流程示意图
。
具体实施方式
[0014]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案
。
如下将对该技术方案
、
其实施过程及原理等作进一步的解释说明
。
[0015]本专利技术一方面提供了一种
SiC
外延结构的制备方法，包括：
[0016]提供
SiC
外延片，所述
SiC
外延片的表层区域包括第一区域以及沿第一方向与所述第一区域邻接的第二区域；
[0017]向所述第一区域内注入选定元素，以使所述第一区域的
SiC
晶体非晶化；
[0018]在相同的氧化条件下对所述
SiC
外延片的第一区域和第二区域进行氧化处理，以将所述第一区域氧化形成第一氧化硅层，将所述第二区域氧化形成第二氧化硅层，所述第一氧化硅层的厚度大于所述第二氧化硅层的厚度，其中，所述第二区域为沟道区域，所述第一氧化硅层和所述第二氧化硅层整体作为栅氧层
。
[0019]进一步的，在相同的氧化条件下，非晶化的
SiC
被氧化的速度大于
SiC
晶体被氧化的速度，基于两者被氧化速度的不同，使得所述第一氧化硅层和所述第二氧化硅层的厚度不同
。
[0020]进一步的，所述的
SiC
外延结构的制备方法包括：采用离子注入的方式向所述第一区域内注入选定元素，注入剂量为
5E15
‑
5E16
，注入能量为
40Kev
‑
200Kev。
[0021]进一步的，所述选定元素包括
N
元素或
P
元素
。
[0022]进一步的，所述氧化条件包括氧化气氛
、
氧化温度和氧化时间，所述氧化气氛包括氧气气氛，所述氧化温度为
1200
‑
1500℃。
[0023]进一步的，所述栅氧层具有沿第二方向背对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面形成有第一槽状结构，所述第二表面形成有第二槽状结构，所述第一槽状结构和所述第二槽状结构沿所述第二方向背对设置在所述第二氧化硅层的两侧，其中，所述第二方向与所述第一方向交叉
。
[0024]进一步的，所述第一氧化硅层与所述第二氧化硅层的厚度差值为
20
‑
60nm。
[0025]进一步的，所述第一氧化硅层的厚度为
30
‑
120nm。
[0026]进一步的，所述第二氧化硅层的厚度为
20
‑
60nm。
[0027]进一步的，所述第一槽状结构的深度为5‑
30nm。
[0028]进一步的，所述第二槽状结构的深度为5‑
30nm。
[0029]进一步的，所述的
SiC
外延结构的制备方法具体包括：
[0030]先在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
SiC
外延结构的制备方法，其特征在于，包括：提供
SiC
外延片，所述
SiC
外延片的表层区域包括第一区域以及沿第一方向与所述第一区域邻接的第二区域；向所述第一区域内注入选定元素，以使所述第一区域的
SiC
晶体非晶化；在相同的氧化条件下对所述
SiC
外延片的第一区域和第二区域进行氧化处理，以将所述第一区域氧化形成第一氧化硅层，将所述第二区域氧化形成第二氧化硅层，所述第一氧化硅层的厚度大于所述第二氧化硅层的厚度，其中，所述第二区域为沟道区域，所述第一氧化硅层和所述第二氧化硅层整体作为栅氧层
。2.
根据权利要求1所述的
SiC
外延结构的制备方法，其特征在于：采用离子注入的方式向所述第一区域内注入选定元素，注入剂量为
5E15
‑
5E16
，注入能量为
40Kev
‑
200Kev。3.
根据权利要求1或2所述的
SiC
外延结构的制备方法，其特征在于：所述选定元素包括
N
元素或
P
元素
。4.
根据权利要求1所述的
SiC
外延结构的制备方法，其特征在于：所述氧化条件包括氧化气氛
、
氧化温度和氧化时间，所述氧化气氛包括氧气气氛，所述氧化温度为
1200
‑
1500℃。5.
根据权利要求1所述的
SiC
外延结构的制备方法，其特征在于：所述栅氧层具有沿第二方向背对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面形成有第一槽状结构，所述第二表面形成有第二槽状结构，所述第一槽状结构和所述第二槽状结构沿所述第二方向背对设置在所述第二氧化硅层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴利林，彭虎，韩小朋，
申请(专利权)人：苏州龙驰半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：