專利名稱：一種在SiC材料上生長SiO₂鈍化層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體材料上生長鈍化層的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法。
背景技術(shù)：
碳化硅(SiC)作為新一代寬禁帶半導(dǎo)體材料，越來越引起人們的重視，它具有大禁帶寬度、高臨界擊穿場強(qiáng)、高電子遷移率、高熱導(dǎo)率等特點(diǎn)，在國際上受到廣泛關(guān)注。目前SiC基JBS器件已經(jīng)在電力電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。SiC基JBS器件中離子注入是影響器件性能的關(guān)鍵工藝，在SiC材料上生長的鈍化層可以起到減少注入損傷，避免芯片表面被沾污的作用。
目前，在SiC材料上生長鈍化層的方法包括熱氧化法和等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)。熱氧化法存在的缺陷在于第一，熱氧化會消耗表面的SiC層。第二，生成的鈍化層含有殘余的C無法析出而留在鈍化層內(nèi)，熱氧化后得到的鈍化層缺陷和表面態(tài)較多，，需要高溫退火才能消除。第三，在離子注入工藝之后去除鈍化層易導(dǎo)致SiC層表面變粗糙。第四，如果熱氧化之前有摻雜工藝，SiC層在1200°C長時間的熱氧化會導(dǎo)致之前摻雜工藝的再擴(kuò)散，摻雜濃度改變，從而，熱氧化只能在摻雜工藝之前使用。第五，熱氧化工藝對氧化溫度和氧化時間要求苛刻。如果要得到60nm的鈍化層，溫度通常在1200°C以上，氧化時間長達(dá)8 10小時。需要的溫度高，生長時間較長。厚度IOOnm以上的鈍化層很難用熱氧化法生長。采用PECVD在SiC材料上生長鈍化層的方法雖然具有生長溫度低，沉積速度快的特點(diǎn)，但是，這種方式存在的缺陷在于鈍化層質(zhì)量不好，較為疏松。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種先采用PECVD在SiC材料上生長SiO2鈍化層，再對已生長的SiO2鈍化層致密的在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法包括采用PECVD在SiC材料上生長SiO2鈍化層；和，對所述SiO2鈍化層致密。作為優(yōu)選，所述采用PECVD在SiC材料上生長SiO2鈍化層包括清洗SiC材料；干燥清洗之后的SiC材料；采用PECVD在進(jìn)行干燥后的SiC材料上生長SiO2鈍化層。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，對所述SiC材料進(jìn)行清洗時，先用腐蝕液去除所述SiC材料上的自然氧化層，再進(jìn)行常規(guī)清洗。作為更進(jìn)一步的優(yōu)選，所述腐蝕液的配比為NH4F HF = 6 1，腐蝕時間是30seco作為進(jìn)一步的優(yōu)選，對所述SiC材料干燥是在N2氛圍，120°C條件下，在烘箱中烘干IOmin實現(xiàn)的。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述PECVD工藝條件如下溫度280°C，功率70w，氣體流量為 SiH4 400sccm, N2O 800sccm, N2 :750sccm,壓力900mTorro作為優(yōu)選，對所述SiO2鈍化層致密是對所述生長有SiO2鈍化層的SiC材料采取勻速升溫和勻速降溫的方法進(jìn)行退火。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，對所述生長有SiO2鈍化層的SiC材料采取勻速升溫和勻速降 溫的方法進(jìn)行退火包括步驟I :從常溫升溫至800°C,經(jīng)歷時間40min。步驟2 :溫度達(dá)到800°C后，維持IOmin。步驟3 :從800°C升溫至1000°C，升溫速度10°C /min，經(jīng)歷時間20min。步驟4 :溫度達(dá)到1000°C后，維持30min。步驟5 :從1000°C降溫至800°C，降溫速度10°C /min,經(jīng)歷時間20min。步驟6 :從8000C自然降溫至400°C以下。作為更進(jìn)一步的優(yōu)選,所述退火的氛圍是N2,所述N2的流量是lL/min。本發(fā)明提供的在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法的有益效果在于本發(fā)明提供的在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法能夠在較低的溫度條件下實現(xiàn)SiO2鈍化層在SiC材料上的生長，SiO2鈍化層在退火后的折射率從I. 465減小到I. 455，SiO2鈍化層的致密程度高，能夠滿足SiC材料對SiO2鈍化層的要求。并且，本發(fā)明提供的在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法能夠用于厚度在IOOnm以上的SiO2鈍化層的生長。
具體實施例方式為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明實施例提供一種在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法包括步驟10、采用PECVD在SiC材料上生長SiO2鈍化層；該步驟可以包括步驟101、清洗SiC材料用配比為NH4F HF = 6 I的腐蝕液腐蝕SiC材料，腐蝕時間是30seC，去除SiC材料上的自然氧化層，之后，用去離子水清洗所得的SiC材料。步驟102 :干燥清洗之后的SiC材料將清洗完的SiC材料放入120°C的烘箱中，在N2氛圍下，用IOmin將其烘干。步驟103 :采用PECVD在進(jìn)行干燥后的SiC材料上生長SiO2鈍化層在溫度280°C,功率:70w,氣體流量為 SiH4 400sccm, N2O 800sccm, N2 :750sccm,壓力900mTorr 的工藝條件下，使用PECVD在經(jīng)過烘干的SiC材料上生長厚度為IOOnm的SiO2鈍化層。步驟20、對SiO2鈍化層致密；該步驟可以包括對生長有SiO2鈍化層的SiC材料采取勻速升溫和勻速降溫的方法進(jìn)行退火將生長了 SiO2鈍化層的SiC材料放入到退火爐中，以lL/min的流量向退火爐中通入N2，在N2氛圍中，采取勻速升溫和勻速降溫的方法進(jìn)行退火，即
步驟201 :從常溫升溫至800°C，經(jīng)歷時間40min。步驟202 :溫度達(dá)到800°C后，維持IOmin。步驟203 :從800°C升溫至1000°C，升溫速度10°C /min，經(jīng)歷時間20min。步驟204 :溫度達(dá)到1000°C后，維持30min。步驟205 :從1000°C降溫至800°C，降溫速度10°C /min,經(jīng)歷時間20min。步驟206 :從800°C自然降溫至400°C以下。步驟207 :將生長好SiO2鈍化層的SiC材料取出。采用上述在在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法能夠在較低的溫度條件下實現(xiàn)SiO2鈍化層在SiC材料上的生長，SiO2鈍化層在退火后的折射率從I. 465減小到I. 455， SiO2鈍化層的致密程度高，能夠滿足SiC材料對SiO2鈍化層的要求。并且，本發(fā)明提供的在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法能夠用于厚度在IOOnm以上的SiO2鈍化層的生長。以上所述的具體實施方式
，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法，其特征在于，包括 采用PECVD在SiC材料上生長SiO2鈍化層；和， 對所述SiO2鈍化層致密。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述采用PECVD在SiC材料上生長SiO2鈍化層包括 清洗SiC材料； 干燥清洗之后的SiC材料； 采用PECVD在進(jìn)行干燥后的SiC材料上生長SiO2鈍化層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 對所述SiC材料進(jìn)行清洗時，先用腐蝕液去除所述SiC材料上的自然氧化層，再進(jìn)行常規(guī)清洗。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于 所述腐蝕液的配比為NH4F HF=6 1，腐蝕時間是30sec。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 對所述SiC材料干燥是在N2氛圍，120°C條件下，在烘箱中烘干IOmin實現(xiàn)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于 所述PECVD工藝條件如下溫度280°C，功率70w，氣體流量為SiH4 400sccm, N2O 8OOsccm, N2 :750sccm,壓力900mTorro
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 對所述SiO2鈍化層致密是對所述生長有SiO2鈍化層的SiC材料采取勻速升溫和勻速降溫的方法進(jìn)行退火。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于 對所述生長有SiO2鈍化層的SiC材料采取勻速升溫和勻速降溫的方法進(jìn)行退火包括 步驟I :從常溫升溫至800°C，經(jīng)歷時間40min ； 步驟2 :溫度達(dá)到800°C后，維持IOmin ； 步驟3 :從800°C升溫至1000°C，升溫速度10°C /min，經(jīng)歷時間20min ； 步驟4 :溫度達(dá)到1000°C后，維持30min ； 步驟5 :從1000°C降溫至800°C，降溫速度10°C /min，經(jīng)歷時間20min ； 步驟6 :從800°C自然降溫至400°C以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于 所述退火的氛圍是N2,所述N2的流量是lL/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法，屬于在半導(dǎo)體材料上生長鈍化層的技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括采用PECVD在SiC材料上生長SiO2鈍化層和對SiO2鈍化層致密。所述方法能夠在較低的溫度條件下實現(xiàn)SiO2鈍化層在SiC材料上的生長，SiO2鈍化層在退火后的折射率從1.465減小到1.455，SiO2鈍化層的致密程度高，能夠滿足SiC材料對SiO2鈍化層的要求。并且，本發(fā)明提供的在SiC材料上生長SiO2鈍化層的方法能夠用于厚度在100nm以上的SiO2鈍化層的生長。
文檔編號C23C16/56GK102810465SQ20111014725
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者李博, 申華軍, 白云, 湯益丹, 劉煥明, 周靜濤, 楊成樾 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所