改善制造技术

本发明专利技术公开了一种改善

【技术实现步骤摘要】
改善SiC器件栅氧界面层质量的方法及其应用


[0001]本专利技术特别涉及一种改善
SiC
器件栅氧界面层质量的方法及其应用，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
Si02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
SiO2，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改善
SiC
器件栅氧界面层质量的方法及其应用，从而克服现有技术中的不足
。
[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改善
SiC
器件栅氧界面层质量的方法，包括：
[0007]在
SiC
晶片的表层区域掺入氧元素；
[0008]对所述表层区域进行热氧化处理，以使所述表层区域所含有的至少部分
C
与所述氧元素原位发生氧化反应而形成
CO
和
/
或
CO2，并将所述表层区域所含有的
Si
氧化形成
SiO2，所述
CO
和
/
或
CO2自所述
SiC
晶片内逸出；
[0009]以及，将所述表层区域加工形成
SiC
器件的栅氧层
。
[0010]本专利技术另一方面提供了一种
SiC
外延片，包括外延层以及栅氧层，所述栅氧层是由所述的改善
SiC
器件栅氧界面层质量的方法获得的
。
[0011]本专利技术另一方面提供了一种
SiC
器件，所述
SiC
器件的栅氧层是由所述的改善
SiC
器件栅氧界面层质量的方法获得的，或者，所述
SiC
器件是由所述的
SiC
外延片加工形成的
。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的优点包括：本专利技术提供了一种改善
SiC
器件栅氧界面层质量的方法，采用离子注入
O
进入
SiC
，之后再生成栅氧，注入进入
SiC
的
O
会在
500℃
以下和
SiC
中的
C
生成
CO
和
/
或
CO2，这样减少了
SiC
热氧化时
SiC
中的
C
含量
/
空位，使得热氧化后留在
SiC
和栅氧之间的
C
含量减少，减少了对电子的散射，从而增加了栅氧下方的电子迁移率，且生成的栅氧的质量更好，耐压效果更强
。
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
外延片的制备流程示意图
。
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]本专利技术提供了一种改善
SiC
器件栅氧界面层质量的方法，本专利技术提出采用离子注入
O
进入
SiC
，之后再生成栅氧，注入进入
SiC
的
O
会在
500℃
以下和
SiC
中的
C
生成
CO
和
/
或
CO2，这样减少了
SiC
热氧化时
SiC
中的
C
含量
/
空位，使得热氧化后留在
SiC
和栅氧之间的
C
含量减少，减少了对电子的散射，从而增加了栅氧下方的电子迁移率，且生成的栅氧的质量更好，耐压效果更强
。
[0016]本专利技术一方面提供了一种改善
SiC
器件栅氧界面层质量的方法，包括：
[0017]在
SiC
晶片的表层区域掺入氧元素；
[0018]对所述表层区域进行热氧化处理，以使所述表层区域所含有的至少部分
C
与所述氧元素原位发生氧化反应而形成
CO
和
/
或
CO2，并将所述表层区域所含有的
Si
氧化形成
SiO2，所述
CO
和
/
或
CO2自所述
SiC
晶片内逸出；
[0019]以及，将所述表层区域加工形成
SiC
器件的栅氧层
。
[0020]进一步的，所述的方法包括：
[0021]先于第一条件下，对所述表层区域进行第一次热氧化处理，以使所述氧元素与所述表层区域所含有的
C
原位发生氧化反应而形成
CO
和
/
或
CO2，所述第一条件包括第一温度和第一气体气氛；
[0022]再于第二条件下，对所述表层区域进行第二次热氧化处理，以将所述表层区域所含有的
Si
氧化形成
SiO2，所述第二条件包括第二温度和第二气体气氛，所述第二温度大于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改善
SiC
器件栅氧界面层质量的方法，其特征在于，包括：在
SiC
晶片的表层区域掺入氧元素；对所述表层区域进行热氧化处理，以使所述表层区域所含有的
C
与所述氧元素原位发生氧化反应而形成
CO
和
/
或
CO2，并将所述表层区域所含有的
Si
氧化形成
SiO2，所述
CO
和
/
或
CO2自所述
SiC
晶片内逸出；以及，将所述表层区域加工形成
SiC
器件的栅氧层
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：先于第一条件下，对所述表层区域进行第一次热氧化处理，以使所述氧元素与所述表层区域所含有的至少部分
C
原位发生氧化反应而形成
CO
和
/
或
CO2，所述第一条件包括第一温度和第一气体气氛；再于第二条件下，对所述表层区域进行第二次热氧化处理，以将所述表层区域所含有的
Si
氧化形成
SiO2，所述第二条件包括第二温度和第二气体气氛，所述第二温度大于所述第一温度，且所述第一温度低于
Si
发生氧化反应的温度，所述第一气氛为非氧化性气体气氛，所述第二气体气氛为氧化性气体气氛
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述第一温度在
500℃
以下，优选的，所述第一温度为
300
‑
500℃
；和
/
或，所述第一气体气氛为惰性气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩小朋，彭虎，
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：