一种栅介质层、MOSFET器件及其制备方法技术

技术编号：41676203 阅读：29 留言：0更新日期：2024-06-14 15:31

本发明专利技术提供一种栅介质层、MOSFET器件及其制备方法，所述栅介质层的材料由式A<subgt;α</subgt;Si<subgt;1‑α</subgt;O<subgt;γ</subgt;所表示，式中，A表示选自高K金属氧化物中的一种金属元素或多种金属元素的组合，Si表示为硅元素，O表示为氧元素，α介于0.75～0.95，γ表示为满足电荷中性条件而确定的值。本发明专利技术提供的栅介质层、MOSFET器件及其制备方法能够解决现有MOSFET器件采用高K金属氧化物材料来制作栅介质层导致的器件漏电流密度高的问题。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别是涉及一种栅介质层、mosfet器件及其制备方法。

技术介绍

1、碳化硅材料作为一种宽带隙半导体具有高临界击穿场强、高热导率、高电子饱和漂移速度等优点，适用于制造极端环境下(如：高频、高压、高温)能够稳定工作的半导体功率器件；并且sic可以通过热氧化法直接生成sio2栅介质层，与传统si集成电路产业高度兼容。

2、然而热氧化法产生的栅介质层存在一些亟待解决的问题。

3、1.热氧化法需要在含氮气氛(no/n2o)气氛下进行高温长时间退火，对环境产生危害作用。

4、2.sio2介电常数为3.9，sic介电常数为10，根据高斯定理可以得到在sic mosfet处于反向阻断状态时，sio2栅氧化层承受的电场强度为sic的2.5倍，使得栅介质层提早击穿，影响器件的使用寿命。

5、3.sic通过热氧化法形成sio2，sic中的si优先被氧化，界面处c原子聚集成为c团簇，使sic与sio2结合的界面处的缺陷密度达到1012-1013ev-1cm-2，比si与sio2结合...

【技术保护点】

1.一种栅介质层，其特征在于，所述栅介质层的材料由下述式<1>所表示，

2.根据权利要求1所述的栅介质层，其特征在于，所述栅介质层的材料为铝硅氧、铪硅氧、镧硅氧、钛硅氧、锆硅氧、钇硅氧中的一种或多种。

3.一种MOSFET器件，其特征在于，所述MOSFET器件包括如权利要求1-2任一项所述的栅介质层。

4.一种MOSFET器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括，

5.根据权利要求4所述的MOSFET器件的制备方法，其特征在于，采用离子注入工艺和高温退火工艺形成所述沟道区、所述源极区及所述终端区。