【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体器件制造领域，具体涉及一种碳化硅表面氧化方法及相关设备。
技术介绍
1、碳化硅功率器件相比于硅基器件，拥有更高的击穿场强以及更优异的导热系数而备受关注，其中碳化硅功率金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)因其功率密度高、开关速度快、热导率高等优势而逐渐受到关注。与低压化学气相沉积工艺方法相比，高温热氧化工艺可以在碳化硅表面形成更致密的二氧化硅。击穿电场方面，在sic上热氧化生长的sio2质量可以与si上sio2膜相当，但是，由于碳原子的存在，使得碳化硅热氧之后表面会有碳原子残留，sic/sio2界面处存在较高的界面态密度，导致载流子被俘获或散射，从而降低sicmosfet的沟道迁移率。
2、采用氧化工艺在碳化硅外延上制备的sio2/sic界面质量及sio2膜层质量严重影响sicmosfet器件的负载(导通电流)能力、耐压能力、高频性能和可靠性等重要技术性能。
3、氮化处理是改善sic/sio2界面特性的常用方法，即首先在碳化硅表面形成sio2，在含氮的气体中，例如一氧化氮(no)、一氧化二氮(n2o)和氨气(nh3)，进行氧化后氮化处理，氮化退火可以有效消除界面处的碳原子，但是氮化退火在导带边缘附近容易产生高浓度的快界面态，快界面态同样会限制沟道迁移率。另有报道使用n2o或no直接进行氧化，此种方法会导致过多的n元素停留在sio2中形成缺陷导致漏电通路。目前研究掌握的氮化处理工艺仍存在一些不足，沟道迁移率还有很大提升空间，提高沟道迁移率的同时兼顾栅氧可靠性以及阈值电压的稳定性，是
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提高沟道迁移率的同时兼顾栅氧可靠性以及阈值电压的稳定性。
2、本专利技术的目的是采取下述技术方案来实现的：
3、一种碳化硅表面氧化方法，其包含如下步骤：
4、清洗所述碳化硅表面；
5、初始氧化所述碳化硅表面，在其表面形成第一厚度的初始氧化层；
6、在o2和nox气氛下，继续对所述碳化硅表面进行含氮主氧化得到第二厚度的氮化主氧化层；
7、在氩氛下，对含氮主氧化处理后的碳化硅进行氧化后退火。
8、优选的，所述初始氧化包括：抽真空后建立氩氛600-1000mbar，加热到1100-1500℃后关闭氩气，再通入氧气进行初始氧化生成第一厚度的初始氧化层。
9、优选的，所述第一厚度为5-20nm。
10、优选的，所述含氮主氧化过程包括：抽真空后建立氩氛600-1000mbar，加热至1100-1500℃；以0.1-5slm的速率加入o2气体和nox气体，保持2-180min，形成第二厚度的氮化主氧化层。slm表示标况下(0℃，1atm)升每分钟。
11、优选的，所述第二厚度为5-100nm。
12、优选的，所述o2与所述nox气体的比例为1/10-10/1。
13、优选的，所述nox气体为no气体、n2o气体或者no与n2o的混合气体。
14、优选的，所述退火处理包括：关闭o2和no，抽真空，以流量0.1-7slm充入ar氩气，设置工艺压力为600-1000mb，以5-20℃/min的速率升温至800-1500℃，保温20-120min。
15、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了：
16、一种生产设备，其包括：一个或多个处理器；所述处理器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的一种碳化硅表面氧化方法。
17、一种计算机可读存储设备，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的一种碳化硅表面氧化方法。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
19、本专利技术提供了一种碳化硅表面氧化方法，所述方法包含如下步骤：清洗所述碳化硅表面；初始氧化所述碳化硅表面，在其表面形成第一厚度的初始氧化层；在o2和nox气氛下，继续对所述碳化硅表面进行含氮主氧化得到第二厚度的氮化主氧化层；在氩氛下，对含氮主氧化处理后的碳化硅进行氧化后退火。本专利技术通过将碳化硅氧化过程分成初始氧化和主氧化来减少碳化硅热氧之后sio2膜表面的碳原子残留；通过将初始氧化厚度控制在20nm以下以提高界面质量；含氮主氧化通过调制o2与nox分压控制二氧化硅生长速率，n原子可有效改善sic/sio2界面状态，充分的氧化分压可提高二氧化硅质量；从而实现提高沟道迁移率的同时兼顾栅氧可靠性以及阈值电压的稳定性。
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1.一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述初始氧化包括：抽真空后建立氩氛600-1000mbar，加热到1100-1500℃后关闭氩气，再通入氧气进行初始氧化生成第一厚度的初始氧化层。
3.如权利要求2所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述第一厚度为5-20nm。
4.如权利要求1所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述含氮主氧化过程包括：抽真空后建立氩氛600-1000mbar，加热至1100-1500℃；以0.1-5slm的速率加入O2气体和NOx气体，保持2-180min，形成第二厚度的氮化主氧化层。
5.如权利要求4所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述第二厚度为5-100nm。
6.如权利要求4所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述O2与所述NOx气体的比例为1/10-10/1。
7.如权利要求4所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述NOx气体为NO气体、N2O气体或者NO与N2
8.如权利要求1所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述氧化后退火包括：关闭O2和NO，抽真空，以流量0.1-7slm充入Ar氩气，设置工艺压力为600-1000mb，以5-20℃/min的速率升温至800-1500℃，保温20-120min。
9.一种生产设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；所述处理器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至8任一所述的一种碳化硅表面氧化方法。
10.一种计算机可读存储设备，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至8任一所述的一种碳化硅表面氧化方法。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述初始氧化包括：抽真空后建立氩氛600-1000mbar，加热到1100-1500℃后关闭氩气，再通入氧气进行初始氧化生成第一厚度的初始氧化层。
3.如权利要求2所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述第一厚度为5-20nm。
4.如权利要求1所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述含氮主氧化过程包括：抽真空后建立氩氛600-1000mbar，加热至1100-1500℃；以0.1-5slm的速率加入o2气体和nox气体，保持2-180min，形成第二厚度的氮化主氧化层。
5.如权利要求4所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于，所述第二厚度为5-100nm。
6.如权利要求4所述的一种碳化硅表面氧化方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张红丹，李嘉琳，朱涛，魏晓光，金锐，赵立强，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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