[发明专利]在SiC材料中获取二维电子气的方法

说明书

本发明提供一种在SiC材料中获取二维电子气的方法，包括如下步骤：步骤1：取一晶面为(0001)的SiC衬底；步骤2：在晶面为(0001)的SiC衬底上制作晶面为(0001)的AlN层。本发明可以用在SiC基开关器件的制造，与已有的SiC基场效应晶体管相比，提高了沟道载流子的迁移率，从而降低器件的通态电阻，减小功耗。

技术领域

本发明涉及一种二维电子气的获取方法，尤其是涉及一种用于SiC材料二维电子气的获取方法。

背景技术

第三代半导体碳化硅(SiC)是一种具有优良的物理特性、电学特性的宽禁带半导体材料。它具有宽带隙、高击穿场强、高热导率等特点，因此非常适合于研制高温、大功率、高频电力电子器件。

SiC是目前唯一可以氧化形成SiO₂的化合物半导体，然而在SiC和SiO₂界面存在着很高的界面态密度。这主要是由于器件栅氧化物是通过氧化SiC形成的，在氧化过程中，SiC中的C元素部分氧化形成CO和CO₂，在栅氧化物与SiC基底之间留下较多界面态，剩余一些C元素未能氧化，形成了C团簇，使得栅氧化物与SiC基底界面质量不如SiO₂与SiC高。这些界面态不仅减少了SiC基MOS器件沟道中导电载流子，同时会形成散射中心进一步降低沟道迁移率，使得器件的导通电阻高，工作频率低。即使存在如JFET类的器件来避免MOS界面，但由于SiC中杂质的扩散系数非常低，多采用离子注入的方法对其掺杂，注入离子的激活温度相当高，这都会造成较大的晶体损伤因而迁移率并不是足够高。这就需要寻找一种新的基于SiC的载流子导电界面，使得能产生高密度、高迁移率的沟道载流子。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在SiC材料中获取二维电子气的方法，其是针对目前传统的SiC基MOS器件界面态密度高，载流子迁移率低的特点，提出在SiC表面沉积一种具有高介电常数、高自发极化、高临界电场和晶格匹配的电介质。使得该电介质与SiC之间通过极化产生高密度的二维电子气。

本发明的第一实施例提供一种在SiC材料中获取二维电子气的方法，包括如下步骤：

步骤1：取一晶面为(0001)的SiC衬底；

步骤2：在晶面为(0001)的SiC衬底上制作晶面为(0001)的AlN层。

本发明的第二实施例提供一种在SiC材料中获取二维电子气的方法，包括如下步骤：

步骤1：取一晶面为的SiC衬底；

步骤2：在晶面为的SiC衬底上制作晶面为(0001)的AlN层。

本发明的第三实施例提供一种在SiC材料中获取二维电子气的方法，包括如下步骤：

步骤1：取一晶面为(0001)的SiC衬底；

步骤2：在晶面为(0001)的SiC衬底上制作晶面为(0001)的AlN层；

步骤3：在晶面为(0001)的AlN层上制作晶面为(0001)的Al_xGa_1-xN层。

本发明的第四实施例提供一种在SiC材料中获取二维电子气的方法，包括如下步骤：

步骤1：取一晶面为(0001)的SiC衬底；

步骤2：在晶面为(0001)的SiC衬底上制作晶面为的AlN层；

步骤3：在晶面为的AlN层上制作晶面为的Al_xGa_1-xN层。

本发明的第五实施例提供一种在SiC材料中获取二维电子气的方法，包括如下步骤：

步骤1：取一晶面为的SiC衬底；