【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体芯片，涉及一种sic栅氧层的制备方法，尤其是涉及一种高质量、低缺陷密度的sic功率器件栅氧层制备方法。
技术介绍
1、碳化硅(sic)作为第三代半导体材料，具有宽带隙、高击穿电场、高电子迁移率、热导率好、抗辐射性能强等特性，使其在高温、高电场等复杂条件下也能够稳定工作，这些独特的特性使得sic在高功率电子器件领域具有广泛的应用前景。
2、然而，在工业生产sic器件时，常采用直接氧化sic以制备sio2栅氧化层。其缺点在于：这个过程中不充分的化学反应导致sic热氧化形成的sio2/sic界面产生大量界面态缺陷，这些界面态缺陷的存在严重影响了器件栅氧化层的可靠性和寿命，还导致了碳化硅沟道迁移率下降。
3、目前通过no、n2o退火等技术栅氧层中的缺陷来提高栅氧层的质量，但是，这些传统方法仍未能从根本上去除这些点缺陷，而且si-n、c-n的形成也导致器件暗电流的增加
4、因此，如何提供一种可以制备高晶体质量、低缺陷密度的栅氧化层的方法，从而改善碳化硅功率器件的性能和可靠性，就成了本领域亟待解决的技术问题了。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高质量sic栅氧层的制备方法，通过在sic表层形成一层si薄膜减少氧化过程sic的消耗，避免反应不充分导致sic热氧化形成的界面缺陷，解决sic栅氧界面高界面态缺陷密度问题。
2、具体方案如下：
3、本专利技术提供了一种高质量sic栅氧层的制备方法，
4、(1)通入sih4气体，在高温环境下热分解反应生成si和氢气，在清洁的sic衬底结构表层区域高温沉积一层致密的si薄膜层；
5、(2)在氧化气体环境下，对步骤(1)沉积的si薄膜层进行高温氧化，形成一层sio2薄膜层；
6、(3)在高温环境下对步骤(2)形成的sio2薄膜层进行退火，部分sio2薄膜层生成致密化sio2薄膜层，获得高质量致密的栅氧层结构。
7、进一步的，步骤(1)高温沉积的温度为800-900℃，沉积时间为30-50min。
8、进一步的，步骤(1)通入sih4气体的压力为1-3atm。
9、进一步的，步骤(1)沉积的si薄膜层的厚度为10-50nm。
10、进一步的，步骤(2)的氧化气体为o2、no、n2o中的一种；氧化气体的压力为1.5-3pa。
11、进一步的，步骤(2)的高温氧化的温度为900-1200℃，氧化时间为30-50min。
12、进一步的，步骤(2)形成的sio2薄膜层的厚度为20-100nm。
13、进一步的，步骤(3)的退火温度为1300-1600℃，退火时间为10-40min。
14、进一步的，步骤(3)的退火过程在ar环境下进行。
15、进一步的，步骤(3)致密化sio2薄膜层的厚度为20-100nm。
16、有益效果：
17、(1)本专利技术提供的一种高质量sic栅氧层的制备方法，利用sih4气体的热分解生长的si薄膜层更加致密，纯度较高，高温蒸发或扩散引入的杂质很少。同时，sih4的分解产物无腐蚀性，可防止设备腐蚀和腐蚀对硅的污染。
18、(2)本专利技术提供了的一种高质量sic栅氧层的制备方法，在制备sio2栅氧层过程中，避免氧化气体与从sic直接反应导致sic/sio2界面处生成大量的界面态缺陷，大幅度改善了栅氧界面态，同提高了沟道载流子迁移率和导通效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高质量SiC栅氧层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高质量SiC栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(1)高温沉积的温度为800-900℃，沉积时间为30-50min。
3.根据权利要求1所述的高质量SiC栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(1)通入SiH4气体的压力为1-3atm。
4.根据权利要求1所述的高质量SiC栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(1)沉积的Si薄膜层的厚度为10-50nm。
5.根据权利要求1所述的高质量SiC栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(2)的氧化气体为O2、NO、N2O中的一种；氧化气体的压力为1.5-3pa。
6.根据权利要求1所述的高质量SiC栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(2)的高温氧化的温度为900-1200℃，氧化时间为30-50min。
7.根据权利要求1所述的高质量SiC栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(2)形成的SiO2薄膜层的厚度为20-100nm。
8.根据权利要求1所述的高质量SiC栅氧层的制备方法
9.根据权利要求1所述的高质量SiC栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(3)的退火过程在Ar环境下进行。
10.根据权利要求1所述的高质量SiC栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(3)致密化SiO2薄膜层的厚度为20-100nm。
...【技术特征摘要】
1.一种高质量sic栅氧层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高质量sic栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(1)高温沉积的温度为800-900℃，沉积时间为30-50min。
3.根据权利要求1所述的高质量sic栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(1)通入sih4气体的压力为1-3atm。
4.根据权利要求1所述的高质量sic栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(1)沉积的si薄膜层的厚度为10-50nm。
5.根据权利要求1所述的高质量sic栅氧层的制备方法，其特征在于，步骤(2)的氧化气体为o2、no、n2o中的一种；氧化气体的压力为1.5-3pa。
6.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，张明昆，
申请(专利权)人：厦门紫硅半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。