[发明专利]SiC氧化中SiC-SiO2界面碳残留浓度的测定方法及其应用

说明书

一种SiC氧化中SiC‑SiO₂界面碳残留浓度的测定方法，包括：提供一个包含SiC‑SiO₂界面的碳化硅衬底，所述包含SiC‑SiO₂界面的碳化硅衬底由SiC氧化获得；利用离子注入向所述碳化硅衬底内注入¹⁸O同位素，¹⁸O同位素与SiC‑SiO₂界面碳生成一氧化碳C¹⁸O；加热所述碳化硅衬底使一氧化碳C¹⁸O脱附；收集脱附出来的一氧化碳C¹⁸O，并检测其质量；根据一氧化碳C¹⁸O的质量计算SiC‑SiO₂界面碳残留浓度。本发明的方法操作简单，准确度高，适用于通过各种方法氧化SiC衬底得到的SiC‑SiO₂界面碳残留，通过筛选合格碳残留浓度的SiC衬底，可以提高产品的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种SiC氧化中SiC-SiO₂界面碳残留浓度的测定方法及其应用。

背景技术

碳化硅(SiC)是第三代半导体-宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大、临界击穿场强高、热导率高等优点，是制作高压、大功率半导体器件的理想材料，SiC电力电子器件是下一代高效电力电子器件技术的核心。 SiC MOSFETs相比于Si MOSFETs导通电阻更小、开关电压更高、应用频率更高、温度性能更好，特别适用于功率开关应用。SiCMOSFET器件的集成制造工艺，特别是栅介质工艺，是当前研究的热点。

SiC是唯一能够热生长SiO₂的化合物半导体，这就使得SiC可以实现所有Si MOS的器件结构。SiC的热氧化需要比Si更高的氧化温度，氧化温度高达1300℃。目前主流的SiC氧化工艺主要是采用电阻加热方式的氧化炉，主要原理是基于碳化硅与氧气分子的反应，但是这种与氧气分子氧化的方法，容易造成界面处残留碳簇、Si-O-C键、C的悬挂键等缺陷，界面质量退化，导致迁移率降低，如图1所示。

因此，SiC-SiO₂界面处的碳残留浓度是评价SiC氧化工艺制备的 SiC-SiO₂界面质量的重要指标，然而目前并没有一个行之有效的方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种SiC氧化中 SiC-SiO₂界面碳残留浓度的测定方法及其应用，可以准确测定SiC-SiO₂界面碳残留浓度。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种SiC氧化中SiC-SiO₂界面碳残留浓度的测定方法，包括：

提供一个包含SiC-SiO₂界面的碳化硅衬底，所述包含SiC-SiO₂界面的碳化硅衬底由SiC氧化获得；

利用离子注入向所述碳化硅衬底内注入¹⁸O同位素，¹⁸O同位素与 SiC-SiO₂界面碳生成一氧化碳C¹⁸O；

加热所述碳化硅衬底使一氧化碳C¹⁸O脱附；

收集脱附出来的一氧化碳C¹⁸O，并检测其质量；

根据一氧化碳C¹⁸O的质量计算SiC-SiO₂界面碳残留浓度。

优选地，所述离子注入的时间为100-200s。

优选地，一氧化碳C¹⁸O脱附在真空下进行。.