[发明专利]SiC器件栅介质层及SiC器件结构的制备方法

权利要求书

1.一种SiC器件栅介质层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)提供一SiC基材，并将所述SiC基材置于ALD反应腔室中；

2)将所述ALD反应腔室升温至适于后续所要形成的栅介质层生长的温度；

3)采用ALD工艺于所述SiC基材表面形成所述栅介质层；

其中，步骤3)中，形成所述栅介质层的步骤包括：

3-1)向所述ALD反应腔室中通入氧气和载气；

3-2)向所述ALD反应腔室中通入所要形成的所述栅介质层的前驱体源；

3-3)向所述ALD反应腔室中进行吹气处理，以使所述前驱体源附着在所述SiC器件结构表面；

3-4)向所述ALD反应腔室中引入驱动等离子，以使所述氧气以及所述前驱体源离化为等离子体；

3-5)于所述SiC器件结构表面循环沉积栅介质层材料层，所述循环沉积包括等离子体开启阶段和等离子体关闭阶段，以获得所述栅介质层；

步骤3-1)中，氧气的气体流量为40～80sccm，所述载气的气体流量为30～50sccm；步骤3-2)中，所述前驱体源的通入时间为0.1～0.5s；步骤3-3)中，进行所述吹气处理的时间为5～10s；步骤3-4)中，所述驱动等离子的强度为100～200w；步骤3-5)中，所述等离子体开启阶段的时间为2～4s，所述等离子体关闭阶段的时间为3～6s，进行所述循环沉积的次数为200～300次；

步骤2)和步骤3)之间还包括采用第二等离子体对所述SiC基材表面进行预处理的步骤，进行所述预处理的步骤包括：

a)向所述ALD反应腔室中通入含NH₃气体和载气；

b)向所述ALD反应腔室中引入驱动等离子，以使所述含NH₃气体离化为所述第二等离子体；

c)采用所述第二等离子体对所述SiC器件结构表面进行等离子体循环处理，所述等离子体循环处理包括等离子体开启阶段和等离子体关闭阶段。

2.根据权利要求1所述的SiC器件栅介质层的制备方法，其特征在于，还包括步骤4)，采用第一等离子体对所述栅介质层表面进行等离子体后处理。

3.根据权利要求2所述的SiC器件栅介质层的制备方法，其特征在于，所述第一等离子体为氧等离子体，进行所述等离子体后处理的步骤包括：

4-1)向所述ALD反应腔室中通入含氧气体和载气；

4-2)向所述ALD反应腔室中引入驱动等离子，以使所述含氧气体离化为所述第一等离子体；

4-3)采用所述第一等离子体对所述栅介质层表面进行等离子体循环处理，所述等离子体循环处理包括等离子体开启阶段和等离子体关闭阶段。

4.根据权利要求3所述的SiC器件栅介质层的制备方法，其特征在于，步骤4-1)之前还包括向所述ALD反应腔室中通入清洗气体的步骤，以去除形成所述栅介质层过程中残留在其表面的前驱体源。

5.根据权利要求3所述的SiC器件栅介质层的制备方法，其特征在于，步骤4-1)中，所述含氧气体的气体流量为40～60sccm，所述载气的气体流量为20～40sccm；步骤4-2)中，所述驱动等离子的强度为100～200w；步骤4-3)中，所述等离子体开启阶段的时间为2～4s，所述等离子体关闭阶段的时间为3～6s，进行所述等离子体循环处理的次数为15～20次。

6.根据权利要求1所述的SiC器件栅介质层的制备方法，其特征在于，还包括在含氧气体氛围中对形成的所述栅介质层进行退火处理的步骤。

7.根据权利要求1所述的SiC器件栅介质层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述SiC基材包括SiC衬底以及形成于所述SiC衬底上的SiC外延片。

8.根据权利要求7所述的SiC器件栅介质层的制备方法，其特征在于，所述SiC基材还包括缓冲层，所述缓冲层位于所述SiC衬底与所述SiC外延片之间。