CN106449392A - 一种SiC表面钝化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种SiC表面钝化方法，其步骤如下：(1)首先采用有机溶剂清洗SiC表面，(2)然后采用RCA清洗SiC表面，(3)接着沉积一层3纳米厚的SiN，然后采用N2O气氛下对样品进行退火；(4)然后再生长SiN介质层，并在O2气氛下对样品进行退火，(5)循环进行步骤3和步骤4若干次，在SiC表面形成致密的SiON介质。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种碳化硅表面钝化方法，应用于高性能、高功率、高击穿电压的碳化硅半导体MOS技术。
背景技术
碳化硅材料是第三代半导体材料的重要代表，因其在高温、高功率、高辐射条件下的优异性能而成为当前高频高压器件重要的研究对象之一。目前，电力电子器件的研究是碳化硅应用的主要研究方向，尤其以碳化硅MOSFET器件，以其在高压、低导通电阻特性的要求成为当前产业界和科研界重要的研究领域之一。在碳化硅MOSFET器件的研究中，以碳化硅MOS界面的研究为重中之重。目前，在制作碳化硅MOS界面中存在的问题是由于碳的析出导致的介质质量差和界面缺陷密度大两大技术问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的主要目的是提供一种碳化硅表面钝化方法，，以实现高质量的碳化硅MOS界面和高质量的碳化硅MOSFET器件用栅介质，与高性能的碳化硅MOSFET器件相匹配，满足电力电子系统对碳化硅MOSFET器件在MOS界面技术上的要求。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种SiC表面钝化方法，其步骤如下：(1)首先采用有机溶剂清洗SiC表面；(2)然后采用RCA清洗SiC表面；(3)接着沉积一层SiN介质，然后采用N2O气氛下对样品进行退火；(4)然后再沉积一层SiN介质，并在O2气氛下对样品进行退火；(5)循环进行步骤3和步骤4若干次，在SiC表面形成致密的SiON介质。
在上述方案中，步骤(3)中SiNx的沉积采用PECVD的方式。
在上述方案中，步骤(3)中SiNx的厚度为4-6纳米。
在上述方案中，步骤(3)中N2O气氛中退火的条件是退火温度800-900度，升温速率为100度每秒，900度温度下的保持时间为2-10分钟。
在上述方案中，步骤(4)中SiNx的沉积采用PECVD的方式。
在上述方案中，步骤(4)中SiNx的厚度为4-6纳米。
在上述方案中，步骤(4)中O2气氛中退火的条件是退火温度为800-900度，升温速率为100度每秒，900度温度下的保持时间为2-10分钟。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种SiC表面钝化方法，利用SiNx材料的氧化退火技术，实现在SiC表面的SiON介质的沉积；同时利用在N2O气氛中的退火工艺有效减少SiC与栅介质之间的界面缺陷态密度。由于碳化硅半导体材料的少子寿命短，界面钝化对于SiC基MOSFET器件至关重要，所以本发明提供的这一方法不仅可以用于介质沉积，还可以用于界面钝化。SiC‐MOSFET器件对于未来高压电力电子技术领域具有重要作用，不断提升界面特性，提升器件可靠性是非常必要和关键的，所以发明这种SiC表面钝化方法，以满足高性能SiC电子电子器件技术的要求。
附图说明
图1是本发明提供的SiC表面钝化方法的流程图；
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图1，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本实施例提供了一种SiC表面钝化方法，其步骤如下：(1)首先采用有机溶剂清洗SiC表面；(2)然后采用RCA清洗SiC表面；(3)接着沉积一层SiN介质，然后采用N2O气氛下对样品进行退火；(4)然后再沉积一层SiN介质，并在O2气氛下对样品进行退火；(5)循环进行步骤3和步骤4若干次，在SiC表面形成致密的SiON介质。
在本实施例中，步骤(3)中SiNx的沉积采用PECVD的方式。
在本实施例中，步骤(3)中SiNx的厚度为5纳米。
在本实施例中，步骤(3)中N2O气氛中退火的条件是退火温度900度，升温速率为100度每秒，900度温度下的保持时间为10分钟。
在本实施例中，步骤(4)中SiNx的沉积采用PECVD的方式。
在本实施例中，步骤(4)中SiNx的厚度为5纳米。
在本实施例中，步骤(4)中O2气氛中退火的条件是退火温度为900度，升温速率为100度每秒，900度温度下的保持时间为10分钟。
在本实施例中，步骤(5)中重复步骤(3)和步骤(4)的循环5次，在SiC表面形成50纳米左右的SiON介质钝化层。
Claims (7)
1.一种SiC表面钝化方法，其步骤如下：(1)首先采用有机溶剂清洗SiC表面；(2)然后采用RCA清洗SiC表面；(3)接着沉积一层SiN介质，然后采用N2O气氛下对样品进行退火；(4)然后再沉积一层SiN介质，并在O2气氛下对样品进行退火；(5)循环进行步骤3和步骤4若干次，在SiC表面形成致密的SiON介质。
2.根据权利要求1所示的一种SiC表面钝化方法，其特征在于步骤(3)中SiNx的沉积采用PECVD的方式。
3.根据权利要求1所述的一种SiC表面钝化方法，其特征在于步骤(3)中SiNx的厚度为4-6纳米。
4.根据权利要求1所述的一种SiC表面钝化方法，其特征在于步骤(3)中N2O气氛中退火的条件是退火温度800-900度，升温速率为100度每秒，900度温度下的保持时间为2-10分钟。
5.根据权利要求1所述的一种SiC表面钝化方法，其特征在于步骤(4)中SiNx的沉积采用PECVD的方式。
6.根据权利要求1所述的一种SiC表面钝化方法，其特征在于步骤(4)中SiNx的厚度为4-6纳米。
7.根据权利要求1所述的一种SiC表面钝化方法，其特征在于步骤(4)中O2气氛中退火的条件是退火温度为800-900度，升温速率为100度每秒，900度温度下的保持时间为2-10分钟。
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