[发明专利]一种栅氧化层的制备方法及MOSFET功率器件

权利要求书

1.一种栅氧化层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

对具有第一导电类型的碳化硅外延片进行高温牺牲氧化，在其外延层的上表面形成牺牲氧化层；

对所述牺牲氧化层进行腐蚀，直至完全去除所述外延层上的牺牲氧化层；

对所述去除牺牲氧化层后的外延层的上表面进行高温表面化处理，形成光滑的钝化表面；

对所述碳化硅外延片依次进行高温干氧-湿氧-干氧氧化和氮化退火，在所述光滑的钝化表面上形成栅氧化层；

所述对外延层的上表面进行高温表面化处理包括：采用箱式炉或管式炉在氯化氢气体HCL环境下对外延层的上表面进行高温表面化处理；

其中：所述高温表面化处理的温度为1000～2000℃，时间为0.1～4h，氯化氢气体HCL的纯度为6N，氯化氢气体HCL的流量为0.1～10slm；

所述对碳化硅外延片进行高温干氧-湿氧-干氧氧化包括：采用箱式炉或管式炉依次对碳化硅外延片进行高温干氧氧化、高温湿氧氧化和高温干氧氧化；其中：所述高温干氧氧化和高温湿氧氧化的氧化时间之比为1：100～1：1；

所述对碳化硅外延片进行高温干氧氧化包括：在氧气O₂或笑气N₂O环境下对碳化硅外延片进行高温干氧氧化；其中：所述高温干氧氧化的氧化温度为1200～1500℃，氧气O₂和笑气N₂O的纯度为5N～6N，氧气O₂和笑气N₂O的流量为0.1～10slm；

所述对碳化硅外延片进行高温湿氧氧化包括：在水蒸气H₂O环境下对碳化硅外延片进行高温湿氧氧化；其中：所述高温湿氧氧化的氧化温度为1200～1500℃，水蒸气H₂O的纯度为5N～6N，水蒸气H₂O的流量为0.1～10slm。

2.如权利要求1所述的一种栅氧化层的制备方法，其特征在于，所述对碳化硅外延片进行高温牺牲氧化之前包括：

在所述碳化硅外延片的正面形成具有第一导电类型的外延层；

对所述碳化硅外延片清洗后，向所述外延层注入离子形成阱区；

向所述阱区注入离子分别形成源极接触区和基极接触区；

对注入离子后的碳化硅外延片依次进行退火和清洗。

3.如权利要求1所述的一种栅氧化层的制备方法，其特征在于，所述对碳化硅外延片进行高温牺牲氧化之前包括：

按照由下到上的顺序在所述碳化硅外延片的正面依次形成具有第一导电类型的第一外延层、具有第二导电类型的第二外延层和具有第一导电类型的第三外延层；

对所述碳化硅外延片清洗后，向所述第三外延层注入离子形成基极接触区；

对注入离子后的碳化硅外延片依次进行退火、沟槽刻蚀和清洗；

其中：所述沟槽刻蚀包括对所述第一外延层、第二外延层和第三外延层进行刻蚀，形成沟槽区；所述沟槽区贯穿所述第三外延层和第二外延层，且其深度小于所述第一外延层、第二外延层和第三外延层的结深之和。

4.如权利要求2或3所述的一种栅氧化层的制备方法，其特征在于，所述对碳化硅外延片清洗包括：对所述碳化硅外延片依次进行Piranha工艺清洗、RCA工艺清洗和DHF工艺清洗。

5.如权利要求1所述的一种栅氧化层的制备方法，其特征在于，

所述对碳化硅外延片进行高温牺牲氧化包括：采用箱式炉或管式炉在氧气O₂环境下对碳化硅外延片进行高温牺牲氧化；

其中：所述高温牺牲氧化的氧化温度为1200～1500℃，氧化时间为10～30min，氧气O₂的纯度为6N，氧气O₂的流量为0.1～10slm。

6.如权利要求1所述的一种栅氧化层的制备方法，其特征在于，

所述对牺牲氧化层进行腐蚀包括：在常温下采用湿法腐蚀对牺牲氧化层进行腐蚀；

其中：所述湿法腐蚀的腐蚀溶液为BOE腐蚀液或浓度为1～50％的DHF溶液。