[发明专利]复合介质层的SiCMOS电容及其制作方法

权利要求书

1.一种复合介质层的SiC MOS电容，包括SiC衬底、栅介质层以及正负电极，其特征在于N型重掺杂SiC衬底层上设有N型轻掺的SiC外延层，SiC外延层上设有SiO₂的过渡层，SiO₂过渡层上设有Hf_xAl_1-xON层，该SiO₂过渡层和Hf_xAl_1-xON层组成复合栅介质层结构，正负电极分别从Hf_xAl_1-xON的表面和SiC衬底的背面引出。

2.根据权利要求1所述的SiC MOS电容，其特征在于所述无掺的SiC外延层，厚度为10～100μm，掺杂浓度为1×10¹⁵～5×10¹⁵cm^-3。

3.根据权利要求1所述SiC MOS电容，其特征在于所述SiO₂过渡层的厚度为1～15nm。

4.根据权利要求1所述SiC MOS电容，其特征在于所述Hf_xAl_1-xON层的厚度为10nm～30nm。

5.一种复合介质层的SiC MOS电容制作方法，包括如下步骤：

(1)对N型SiC外延片进行清洗处理，在温度为1050±5℃的条件下，干氧氧化一层厚度为1nm～15nm的SiO₂；

(2)对氧化后N型SiC外延片，依次完成在Ar气环境中退火、在湿氧环境中湿氧氧化退火和在Ar气环境中冷却处理；

(3)利用原子层淀积的方法，在退火和冷却处理后的SiC外延片上淀积一层厚度为10nm～30nm的栅介质Hf_xAl_1-xON，再在温度为750±5℃的N₂气环境中退火8min；

(4)将通过上述步骤得到的SiC外延片，利用磁控溅射的方法在栅介质Hf_xAl_1-xON表面溅射金属Al作为正电极，在SiC外延片的背面溅射金属Al作为负电极，再在温度为400±5℃的Ar气环境中退火30min，完成整个电容的制作。

6.根据权利要求5所述的SiC MOS电容制作方法，其中步骤(2)所述的在Ar气环境中退火，其工艺条件是：退火温度为1050±5℃，退火时间为30min。

7.根据权利要求5所述的SiC MOS电容制作方法，其中步骤(2)所述的在湿氧环境中湿氧氧化退火，其工艺条件是：退火温度为950±5℃，退火时间为1h。

8.根据权利要求5所述的SiC MOS电容制作方法，其中步骤(2)所述的在Ar气环境中冷却冷处理，是按照3℃/min的速率冷却。

9.根据权利要求5所述的SiC MOS电容制作方法，其中步骤(3)所述利用原子层淀积的方法，在退火和冷却处理后的SiC外延片上淀积一层厚度为15nm～30nm的栅介质Hf_xAl_1-xON，其工艺条件是：淀积温度为200℃-300℃，淀积时间为1h-2h。