CN117153687A - SiC外延片、SiC器件及提高SiC器件可靠性的方法 - Google Patents
SiC外延片、SiC器件及提高SiC器件可靠性的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117153687A CN117153687A CN202311174638.2A CN202311174638A CN117153687A CN 117153687 A CN117153687 A CN 117153687A CN 202311174638 A CN202311174638 A CN 202311174638A CN 117153687 A CN117153687 A CN 117153687A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gate oxide
- oxide layer
- sic
- layer
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 171
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 48
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 32
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 10
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 23
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 17
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D12/00—Bipolar devices controlled by the field effect, e.g. insulated-gate bipolar transistors [IGBT]
- H10D12/01—Manufacture or treatment
- H10D12/031—Manufacture or treatment of IGBTs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/102—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H10D62/103—Constructional design considerations for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse-biased devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/124—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of semiconductor bodies or of junctions between the regions
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
- H10D62/17—Semiconductor regions connected to electrodes not carrying current to be rectified, amplified or switched, e.g. channel regions
- H10D62/213—Channel regions of field-effect devices
- H10D62/221—Channel regions of field-effect devices of FETs
- H10D62/235—Channel regions of field-effect devices of FETs of IGFETs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/83—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
- H10D62/832—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge being Group IV materials comprising two or more elements, e.g. SiGe
- H10D62/8325—Silicon carbide
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions
- H10D64/27—Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
- H10D64/311—Gate electrodes for field-effect devices
- H10D64/411—Gate electrodes for field-effect devices for FETs
- H10D64/511—Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs
- H10D64/514—Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the insulating layers
- H10D64/516—Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the insulating layers the thicknesses being non-uniform
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
本发明公开了一种SiC外延片、SiC器件及提高SiC器件可靠性的方法。提高SiC器件可靠性的方法包括制作器件的外延结构的步骤，制作器件的外延结构的步骤包括：在SiC外延层的沟道区域和非沟道区域制作形成栅氧层，且使位于所述非沟道区域的栅氧层的厚度大于位于所述沟道区域的栅氧层。本发明提供的提高SiC器件可靠性的方法，采用HTO的工艺在除了沟道位置栅氧相关区域增加栅氧的厚度，HTO工艺生成的栅氧的致密性更好，以及，在除了沟道处增加栅氧的厚度，可以增强栅氧的击穿电压，从而提高器件的可靠性。
Description
技术领域
本发明特别涉及一种SiC外延片、SiC器件及提高SiC器件可靠性的方法，属于半导体技术领域。
背景技术
SiC器件作为三代半半导体的重要组成部分，其的研究在最近数十年取得了巨大的发展，但限制于其衬底缺陷，成品良率及栅氧界面层的质量问题，阻碍着SIC器件的快速发展。
工业上生产SiC器件时，一般采用直接氧化SiC生产栅氧SiO2，这种技术的优点是：生成的栅氧层较致密，强度高，有助于提高栅氧的击穿电压。但其存在以下缺点：生成的SiO2中的Si来自于SiC，反应会留下的C空位，使得栅氧界面层的质量变差，影响了器件的性能。针对直接氧化所存在的缺陷，为改善SiC器件栅氧界面层的质量，现有技术人员还采用在SiC上生成一层Si膜(CN 114023633 A)，生成的SiO2中的Si来自于Si膜，减少了SiC中Si的消耗，从而减少了C空位的量，改善了SiC和SiO2的界面层的质量。但由于生成的SiO2来自于沉积的Si膜，相比于SiC直接生成的SiO2，其致密性相对差，强度相对低，导致栅氧的击穿电压变差。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种SiC外延片、SiC器件及提高SiC器件可靠性的方法，从而克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明一方面提供了一种提高SiC器件可靠性的方法，包括制作器件的外延结构的步骤，制作器件的外延结构的步骤包括：在SiC外延层的沟道区域和非沟道区域制作形成栅氧层，且使位于所述非沟道区域的栅氧层的厚度大于位于所述沟道区域的栅氧层。
本发明另一方面还提供了由所述的提高SiC器件可靠性的方法获得的SiC外延片。
本发明另一方面还提供了一种SiC器件，包括SiC外延结构以及与SiC外延结构匹配的电极，所述SiC外延结构是由所述的SiC外延片加工获得的。
与现有技术相比，本发明的优点包括：本发明提供的提高SiC器件可靠性的方法，采用HTO的工艺在除了沟道位置栅氧相关区域增加栅氧的厚度，HTO工艺生成的栅氧的致密性更好，以及，在除了沟道处增加栅氧的厚度，可以增强栅氧的击穿电压，从而提高器件的可靠性。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例中提供的一种SiC器件的外延结构的制备流程示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明通过增加SiC器件非沟道区域的栅氧厚度，提高了非沟道区域的栅氧的击穿电压，同时，本发明提供的SiC器件的非沟道区域的栅氧层的表层区域的致密性更好，进一步提高了非沟道区域的栅氧的击穿电压，进而提高了器件的可靠性。
本发明一方面提供了一种提高SiC器件可靠性的方法，包括制作器件的外延结构的步骤，制作器件的外延结构的步骤包括：在SiC外延层的沟道区域和非沟道区域制作形成栅氧层，且使位于所述非沟道区域的栅氧层的厚度大于位于所述沟道区域的栅氧层。
进一步的，位于所述非沟道区域的栅氧层的厚度为位于所述沟道区域的栅氧层的厚度的1-4倍，以在保证有效产能的基础上提高非沟道区域的耐压效果。
在一些较为具体的实施方案中，所述栅氧层包括第一栅氧层、第二栅氧层和第三栅氧层，并且，所述的方法包括：先在所述沟道区域形成第一栅氧层、在所述非沟道区域形成第二栅氧层，所述第一栅氧层的厚度与所述第二栅氧层的厚度相等；再在所述第二栅氧层上形成第三栅氧层。
进一步的，所述第一栅氧层、所述第二栅氧层和所述第三栅氧层的材质相同，且所述第三栅氧层的密度大于所述第二栅氧层、所述第一栅氧层的密度。
进一步的，所述第一栅氧层、所述第二栅氧层和所述第三栅氧层均为氧化硅层。
进一步的，所述第三栅氧层的厚度大于所述第二栅氧层的厚度。
进一步的，所述第一栅氧层和所述第二栅氧层的厚度为30-100nm。
进一步的，所述第三栅氧层的厚度为30-400nm。
在一些较为具体的实施方案中，所述的提高SiC器件可靠性的方法包括：先采用干法热氧的方式将所述SiC外延层的表层区域氧化形成所述第一栅氧层和所述第二栅氧层，再采用原位生长的方式在所述第二栅氧层上生长形成所述第三栅氧层。
进一步的，所述第一栅氧层和所述第二栅氧层是一体的。
在一些较为具体的实施方案中，所述的提高SiC器件可靠性的方法包括：
在所述第一栅氧层上设置保护层，且使所述保护层将所述第一栅氧层完全覆盖；
在未被所述保护层覆盖的所述第二栅氧层上生长所述第三栅氧层，且使所述第三栅氧层的厚度小于所述保护层的厚度。
进一步的，所述的方法还包括：在形成所述第三栅氧层之后除去所述保护层。
进一步的，所述保护层的材质包括氮化硅。
在一些较为具体的实施方案中，所述的提高SiC器件可靠性的方法包括：在氧气气氛、1000-1500℃条件下将所述SiC外延层的表层区域氧化形成所述第一栅氧层和所述第二栅氧层。
在一些较为具体的实施方案中，所述的提高SiC器件可靠性的方法包括：使二氯硅烷和一氧化二氮在700-800℃条件下原位反应形成所述第三栅氧层。
本发明另一方面还提供了由所述的提高SiC器件可靠性的方法获得的SiC外延片。
本发明另一方面还提供了一种SiC器件，包括SiC外延结构以及与SiC外延结构匹配的电极，所述SiC外延结构是由所述的SiC外延片加工获得的。
如下将结合具体的附图以及具体的实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，除非特别说明的之外，本发明实施例所采用的光刻设备及其工艺、热氧化设备及其工艺、光刻胶以及对SiC器件的器件化工艺、测试设备及方法等均可以是本领域技术人员已知的。
实施例1
请参阅图1，一种提高SiC器件可靠性的方法，包括如下步骤：
1)制作SiC器件的外延结构。
1.1)提供SiC晶片，将SiC晶片置于反应室内，将反应室的气氛设置为氧气气氛、温度设置为1350℃，并保持60min，将SiC晶片的表层区域氧化形成厚度为50nm的第一层氧化硅层(SiO2)，可以理解的，第一层氧化硅层连续分布在沟道区域和非沟道区域(即该第一层氧化硅层为第一栅氧层和第二栅氧层的一体结构，下同)；
1.2)采用等离子体增强化学的气相沉积(PECVD，Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition)的方式在SiC晶片的第一氧化硅层上生长形成一层厚度为1μm的SiN保护层，需要说明的是，该SiN保护层的厚度需大于后续生长形成的第二层氧化硅层的厚度；
1.3)在SiN保护层上形成一层光刻胶，再显影出需要的图形，以暴露需要刻蚀的SiN保护层，可以理解的，光刻胶的图形窗口与SiC晶片的非沟道区域相对应；
1.4)采用电感耦合等离子体刻蚀(ICP)的方式除去被光刻胶的图形窗口暴露的SiN保护层，以使非沟道区域的第一层氧化硅层露出，可以理解的，被保留的SiN保护层与沟道区域相对应；
1.5)将沟道区域具有SiN保护层的SiC晶片置于反应室内，将反应室的温度设置为760℃，向反应室内通入二氯硅烷(DCS)和一氧化二氮(N2O)，以在第一层氧化硅层未被SiN保护层覆盖的非沟道区域生长(HTO工艺)形成厚度为0.3μm的第二层氧化硅层(即前述第三栅氧层，下同)；
1.6)采用NMP溶液或者Asher去除光刻胶，采用H3PO4溶液去除SiN保护层；
1.7)加工形成SiC器件的其他外延结构。
2)制作与SiC器件的外延结构相匹配的电极，从而形成SiC器件，以及，对SiC器件进行钝化处理等。
实施例2
请参阅图1，一种提高SiC器件可靠性的方法，包括如下步骤：
1)制作SiC器件的外延结构。
1.1)提供SiC晶片，将SiC晶片置于反应室内，将反应室的气氛设置为氧气气氛、温度设置为1000℃，并保持60min，将SiC晶片的表层区域氧化形成厚度为30nm的第一层氧化硅层(SiO2)，可以理解的，第一层氧化硅层连续分布在沟道区域和非沟道区域(即该第一层氧化硅层为第一栅氧层和第二栅氧层的一体结构，下同)；
1.2)采用等离子体增强化学的气相沉积(PECVD，Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition)的方式在SiC晶片的第一氧化硅层上生长形成一层厚度为1μm的SiN保护层，需要说明的是，该SiN保护层的厚度需大于后续生长形成的第二层氧化硅层的厚度；
1.3)在SiN保护层上形成一层光刻胶，再显影出需要的图形，以暴露需要刻蚀的SiN保护层，可以理解的，光刻胶的图形窗口与SiC晶片的非沟道区域相对应；
1.4)采用电感耦合等离子体刻蚀(ICP)的方式除去被光刻胶的图形窗口暴露的SiN保护层，以使非沟道区域的第一层氧化硅层露出，可以理解的，被保留的SiN保护层与沟道区域相对应；
1.5)将沟道区域具有SiN保护层的SiC晶片置于反应室内，将反应室的温度设置为700℃，向反应室内通入二氯硅烷(DCS)和一氧化二氮(N2O)，以在第一层氧化硅层未被SiN保护层覆盖的非沟道区域生长(HTO工艺)形成厚度为0.4μm的第二层氧化硅层(即前述第三栅氧层，下同)；
1.6)采用NMP溶液或者Asher去除光刻胶，采用H3PO4溶液去除SiN保护层；
1.7)加工形成SiC器件的其他外延结构。
2)制作与SiC器件的外延结构相匹配的电极，从而形成SiC器件，以及，对SiC器件进行钝化处理等。
实施例3
请参阅图1，一种提高SiC器件可靠性的方法，包括如下步骤：
1)制作SiC器件的外延结构。
1.1)提供SiC晶片，将SiC晶片置于反应室内，将反应室的气氛设置为氧气气氛、温度设置为1500℃，并保持60min，将SiC晶片的表层区域氧化形成厚度为50nm的第一层氧化硅层(SiO2)，可以理解的，第一层氧化硅层连续分布在沟道区域和非沟道区域(即该第一层氧化硅层为第一栅氧层和第二栅氧层的一体结构，下同)；
1.2)采用等离子体增强化学的气相沉积(PECVD，Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition)的方式在SiC晶片的第一氧化硅层上生长形成一层厚度为1μm的SiN保护层，需要说明的是，该SiN保护层的厚度需大于后续生长形成的第二层氧化硅层的厚度；
1.3)在SiN保护层上形成一层光刻胶，再显影出需要的图形，以暴露需要刻蚀的SiN保护层，可以理解的，光刻胶的图形窗口与SiC晶片的非沟道区域相对应；
1.4)采用电感耦合等离子体刻蚀(ICP)的方式除去被光刻胶的图形窗口暴露的SiN保护层，以使非沟道区域的第一层氧化硅层露出，可以理解的，被保留的SiN保护层与沟道区域相对应；
1.5)将沟道区域具有SiN保护层的SiC晶片置于反应室内，将反应室的温度设置为800℃，向反应室内通入二氯硅烷(DCS)和一氧化二氮(N2O)，以在第一层氧化硅层未被SiN保护层覆盖的非沟道区域生长(HTO工艺)形成厚度为30nm的第二层氧化硅层(即前述第三栅氧层，下同)；
1.6)采用NMP溶液或者Asher去除光刻胶，采用H3PO4溶液去除SiN保护层；
1.7)加工形成SiC器件的其他外延结构。
2)制作与SiC器件的外延结构相匹配的电极，从而形成SiC器件，以及，对SiC器件进行钝化处理等。
对比例1
一种提高SiC器件可靠性的方法，包括如下步骤：
1)制作SiC器件的外延结构。
1.1)提供SiC晶片，将SiC晶片置于反应室内，将反应室的气氛设置为氧气气氛、温度设置为1350℃，并保持60min，将SiC晶片的表层区域氧化形成厚度为50nm的第一层氧化硅层(SiO2)，可以理解的，第一层氧化硅层连续分布在沟道区域和非沟道区域(即该第一层氧化硅层为第一栅氧层和第二栅氧层的一体结构，下同)；
1.2)加工形成SiC器件的其他外延结构。
2)制作与SiC器件的外延结构相匹配的电极，从而形成SiC器件，以及，对SiC器件进行钝化处理等。
对比例2
一种提高SiC器件可靠性的方法，包括如下步骤：
1)制作SiC器件的外延结构。
1.1)提供SiC晶片，将SiC晶片置于反应室内，将反应室的气氛设置为氧气气氛、温度设置为1350℃，并保持60min，将SiC晶片的表层区域氧化形成厚度为50nm的第一层氧化硅层(SiO2)，可以理解的，第一层氧化硅层连续分布在沟道区域和非沟道区域(即该第一层氧化硅层为第一栅氧层和第二栅氧层的一体结构，下同)；
1.2)采用等离子体增强化学的气相沉积(PECVD，Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition)的方式在SiC晶片的第一氧化硅层上生长形成一层厚度为1μm的SiN保护层，需要说明的是，该SiN保护层的厚度需大于后续生长形成的第二层氧化硅层的厚度；
1.3)在SiN保护层上形成一层光刻胶，再显影出需要的图形，以暴露需要刻蚀的SiN保护层，可以理解的，光刻胶的图形窗口与SiC晶片的非沟道区域相对应；
1.4)采用电感耦合等离子体刻蚀(ICP)的方式除去被光刻胶的图形窗口暴露的SiN保护层，以使非沟道区域的第一层氧化硅层露出，可以理解的，被保留的SiN保护层与沟道区域相对应；
1.5)将沟道区域具有SiN保护层的SiC晶片置于反应室内，将反应室的温度设置为760℃，向反应室内通入二氯硅烷(DCS)和一氧化二氮(N2O)，以在第一层氧化硅层未被SiN保护层覆盖的非沟道区域生长(HTO工艺)形成厚度为0.3μm的第二层氧化硅层(即前述第三栅氧层，下同)；
1.6)采用NMP溶液或者Asher去除光刻胶，采用H3PO4溶液去除SiN保护层；
1.7)加工形成SiC器件的其他外延结构。
2)制作与SiC器件的外延结构相匹配的电极，从而形成SiC器件，以及，对SiC器件进行钝化处理等。
对实施例1-3以及对比例1-2中获得的SiC器件的击穿电压进行测试，测试设备以及测试方法等均是本领域技术人员已知的，测试结果如表1所示。
表1为实施例1-3以及对比例1-2中获得的SiC器件的击穿电压测试结果
| 项目 | 击穿电压(v) |
| 实施例1 | 1350 |
| 实施例2 | 1342 |
| 实施例3 | 1347 |
| 对比例1 | 1278 |
| 对比例2 | 1255 |
由表1可以获悉，相比于当前直接氧化的方法，栅氧的厚度薄，当电压较大时，容易产生击穿，本发明提供的一种提高SiC器件可靠性的方法，采用HTO工艺对非沟道区域的栅氧进行加厚，可以使得非沟道区域的耐压更强且不影响器件的开启和关断。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提高SiC器件可靠性的方法，包括制作器件的外延结构的步骤，其特征在于，制作器件的外延结构的步骤包括：在SiC外延层的沟道区域和非沟道区域制作形成栅氧层，且使位于所述非沟道区域的栅氧层的厚度大于位于所述沟道区域的栅氧层。
2.根据权利要求1所述的提高SiC器件可靠性的方法，其特征在于：位于所述非沟道区域的栅氧层的厚度为位于所述沟道区域的栅氧层的厚度的1-4倍。
3.根据权利要求1或2所述的提高SiC器件可靠性的方法，其特征在于：所述栅氧层包括第一栅氧层、第二栅氧层和第三栅氧层，并且，所述的方法包括：先在所述沟道区域形成第一栅氧层、在所述非沟道区域形成第二栅氧层，所述第一栅氧层的厚度与所述第二栅氧层的厚度相等；再在所述第二栅氧层上形成第三栅氧层；
优选的，所述第一栅氧层、所述第二栅氧层和所述第三栅氧层的材质相同，且所述第三栅氧层的密度大于所述第二栅氧层、所述第一栅氧层的密度；
优选的，所述第一栅氧层、所述第二栅氧层和所述第三栅氧层均为氧化硅层。
4.根据权利要求3所述的提高SiC器件可靠性的方法，其特征在于：所述第三栅氧层的厚度大于所述第二栅氧层的厚度；
优选的，所述第一栅氧层和所述第二栅氧层的厚度为30-100nm；
优选的，所述第三栅氧层的厚度为30-400nm。
5.根据权利要求3所述的提高SiC器件可靠性的方法，其特征在于，包括：先采用干法热氧的方式将所述SiC外延层的表层区域氧化形成所述第一栅氧层和所述第二栅氧层，再采用原位生长的方式在所述第二栅氧层上生长形成所述第三栅氧层；
优选的，所述第一栅氧层和所述第二栅氧层是一体的。
6.根据权利要求5所述的提高SiC器件可靠性的方法，其特征在于，包括：
在所述第一栅氧层上设置保护层，且使所述保护层将所述第一栅氧层完全覆盖；
在未被所述保护层覆盖的所述第二栅氧层上生长所述第三栅氧层，且使所述第三栅氧层的厚度小于所述保护层的厚度；
优选的，所述的方法还包括：在形成所述第三栅氧层之后除去所述保护层；
优选的，所述保护层的材质包括氮化硅。
7.根据权利要求5或6所述的提高SiC器件可靠性的方法，其特征在于，包括：在氧气气氛、1000-1500℃条件下将所述SiC外延层的表层区域氧化形成所述第一栅氧层和所述第二栅氧层。
8.根据权利要求5或6所述的提高SiC器件可靠性的方法，其特征在于，包括：使二氯硅烷和一氧化二氮在700-800℃条件下原位反应形成所述第三栅氧层。
9.由权利要求1-8中任一项所述的提高SiC器件可靠性的方法获得的SiC外延片。
10.一种SiC器件，包括SiC外延结构以及与SiC外延结构匹配的电极，其特征在于：所述SiC外延结构是由权利要求9所述的SiC外延片加工获得的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311174638.2A CN117153687A (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | SiC外延片、SiC器件及提高SiC器件可靠性的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311174638.2A CN117153687A (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | SiC外延片、SiC器件及提高SiC器件可靠性的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117153687A true CN117153687A (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=88884034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311174638.2A Pending CN117153687A (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | SiC外延片、SiC器件及提高SiC器件可靠性的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117153687A (zh) |
-
2023
- 2023-09-12 CN CN202311174638.2A patent/CN117153687A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106887454B (zh) | GaN基鳍栅增强型器件及其制作方法 | |
| CN102629559B (zh) | 叠栅SiC-MIS电容的制作方法 | |
| CN104485286A (zh) | 包含中压sgt结构的mosfet及其制作方法 | |
| CN107919396B (zh) | 基于WO3/Al2O3双层栅介质的零栅源间距金刚石场效应晶体管及制作方法 | |
| CN110660643A (zh) | 一种优化氮化镓高电子迁移率晶体管钝化的方法 | |
| WO2019137093A1 (zh) | 一种SiC基DI-MOSFET的制备方法及SiC基DI-MOSFET | |
| TWI728364B (zh) | 氮化鎵異質整合於矽基板之半導體結構及其製造方法 | |
| CN109728087B (zh) | 基于纳米球掩模的低欧姆接触GaN基HEMT制备方法 | |
| CN111697071B (zh) | Mos场效应晶体管及制备的方法、电子设备 | |
| CN110600366A (zh) | （100）晶向金刚石n沟道结型场效应晶体管及其制备方法 | |
| CN104465403B (zh) | 增强型AlGaN/GaN HEMT器件的制备方法 | |
| CN112466942B (zh) | 具有插指型金刚石散热层的GaN HEMT及制备方法 | |
| CN114171584A (zh) | 基于Ga2O3的异质结场效应晶体管及制备方法 | |
| CN117153687A (zh) | SiC外延片、SiC器件及提高SiC器件可靠性的方法 | |
| CN118538600A (zh) | 一种利用双层介质结构制作双台阶t型栅的方法 | |
| CN118366862A (zh) | 改善4H-SiC PMOS沟道载流子迁移率以及栅氧可靠性的工艺方法 | |
| CN115602540B (zh) | 一种增强型GaN功率器件的制造方法 | |
| CN115588612B (zh) | 一种碳化硅栅极氧化层的制备方法以及相应的器件 | |
| CN108878595B (zh) | 衬底、半导体器件及衬底制作方法 | |
| CN111710714B (zh) | 场板和半导体器件的制作方法及半导体器件 | |
| CN115206789A (zh) | 一种碳化硅欧姆接触及其制备方法 | |
| CN114784096A (zh) | GaN基高电子迁移率晶体管、欧姆金属电极及其制备方法 | |
| CN113871488A (zh) | 一种复合结构的垂直氧化镓异质结二极管及其制作方法 | |
| CN112466943A (zh) | 基于p型掺杂金刚石散热层的GaN HEMT及制备方法 | |
| CN112510089A (zh) | 基于插指状复合金刚石层的GaN HEMT及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |