【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，特别涉及一种碳化硅栅极氧化层的制备方法及半导体结构。
技术介绍
1、sic外延层上生长的sio2层质量(也称为栅氧质量)，栅氧质量是sic mosfet功率器件性能优劣的关键要素之一，因此如何有效降低sic/sio2界面及近界面缺陷是目前工业界重点关注的问题之一。
2、目前主流sic栅氧工艺主要分两步，第一步高温氧化或者低压化学气相沉积法形成栅氧，步使用no或者n2o退火(也称氮钝化过程)从而降低栅氧缺陷，但现有技术制备的栅氧存在缺陷，直接影响sic mosfet功率器件的性能。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述技术问题，提供一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，包括：
2、提供具有缺陷的碳化硅衬底；
3、利用含nh3气体钝化所述碳化硅衬底的缺陷；
4、在nh3钝化后的所述碳化硅衬底表面制备栅氧层；
5、氮钝化所述栅氧层，获得表面具有栅极氧化层的碳化硅衬底。
6、可选的，所述碳化硅衬底的缺陷包括硅悬挂键缺陷和碳原子或碳团簇缺陷。
7、可选的，所述硅悬挂键缺陷位于所述碳化硅衬底的表面，所述碳原子或碳团簇缺陷位于所述碳化硅衬底的近表面处。
8、可选的，利用含nh3气体钝化所述碳化硅衬底的步骤包括：
9、将所述碳化硅衬底置于反应容器中；
10、通入所述含nh3气体，所述含nh3气体保持于所述碳化硅衬底的表面；
11、保持所述含nh3气体
12、可选的，所述含nh3气体中nh3的体积范围为20％～30％，通入所述含nh3气体的流速范围为1.5l/min～1.7l/min。
13、可选的，所述含nh3气体中的载气为氩气、氦气中的一种。
14、可选的，保持所述含nh3气体一定的通入时间的范围为25min～30min，所述反应容器内的温度范围为600℃～610℃，所述反应容器内的压强范围为100kpa～105kpa。
15、可选的，制备所述栅氧层采用高温氧化法制备。
16、可选的，氮钝化所述栅氧层采用no、n2o其中的一种或两种，所述氮钝化的温度范围为1245℃～1255℃。
17、本专利技术还提供一种半导体结构，采用上述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法制备。
18、综上所述，本专利技术的优点及有益效果为：
19、本专利技术提供一种碳化硅栅极氧化层的制备方法及半导体结构。利用含nh3气体钝化所述碳化硅衬底的缺陷，在nh3钝化后的所述碳化硅衬底表面制备栅氧层，氮钝化所述栅氧层，获得表面具有栅极氧化层的碳化硅衬底，其中，利用含nh3气体钝化所述碳化硅衬底的缺陷，避免所述碳化硅衬底的缺陷在后续制备栅氧层时与其他元素产生相关的能级缺陷。
20、本专利技术利用含nh3气体预先处理所述碳化硅衬底的缺陷，一方面，提前消除所述碳化硅衬底表面的硅悬挂键，降低所述碳化硅衬底表面的硅原子活性，从而有效抑制在后续制备栅氧层过程中，硅悬挂键与碳、氧元素形成浅能级缺陷；另一方面，含nh3气体中的n元素附着在所述碳化硅衬底表面，在后续工艺中，附着在所述碳化硅衬底表面的n元素优先与栅氧制备过程中产生的碳相关缺陷接触，提前将所述碳化硅衬底近表面的碳原子或碳团簇缺陷进行抑制和钝化，并且附着在所述碳化硅衬底表面的氮元素直接与所述碳化硅衬底表面接触，使得所述n元素更容易与深层次的碳相关缺陷接触，弥补了后续n2o钝化时，由于二氧化硅氧化层阻隔导致的氮钝化达不到碳相关缺陷的位置，使得氮钝化所述碳化硅衬底更彻底，从而有效地降低所述碳化硅衬底的浅能级缺陷，大幅度提高碳化硅功率器件的性能。
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1.一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，所述碳化硅衬底的缺陷包括硅悬挂键缺陷和碳原子或碳团簇缺陷。
3.如权利要求2所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，所述硅悬挂键缺陷位于所述碳化硅衬底的表面，所述碳原子或碳团簇缺陷位于所述碳化硅衬底的近表面处。
4.如权利要求1所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，利用含NH3气体钝化所述碳化硅衬底的步骤包括：
5.如权利要求4所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，所述含NH3气体中NH3的体积范围为20％～30％，通入所述含NH3气体的流速范围为1.5L/min～1.7L/min。
6.如权利要求4所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，所述含NH3气体中的载气为氩气、氦气中的一种。
7.如权利要求4所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，保持所述含NH3气体一定的通入时间的范围为25min～30min，所述反应容器内的温度范围为60
8.如权利要求1所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，制备所述栅氧层采用高温氧化法制备。
9.如权利要求1所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，氮钝化所述栅氧层采用NO、N2O其中的一种或两种，所述氮钝化的温度范围为1245℃～1255℃。
10.一种半导体结构，其特征在于，采用权利要求1～9任意一项所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法制备。
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，所述碳化硅衬底的缺陷包括硅悬挂键缺陷和碳原子或碳团簇缺陷。
3.如权利要求2所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，所述硅悬挂键缺陷位于所述碳化硅衬底的表面，所述碳原子或碳团簇缺陷位于所述碳化硅衬底的近表面处。
4.如权利要求1所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，利用含nh3气体钝化所述碳化硅衬底的步骤包括：
5.如权利要求4所述的一种碳化硅栅极氧化层的制备方法，其特征在于，所述含nh3气体中nh3的体积范围为20％～30％，通入所述含nh3气体的流速范围为1.5l/min～1.7l/min。
6.如权利要求4所述的一种碳化...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋立辉，皮孝东，刘帅，杨德仁，熊慧凡，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：
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