[发明专利]氧化镓MOSFET器件的制备方法

说明书

本发明提供了一种氧化镓MOSFET器件的制备方法，属于半导体器件制备技术领域，包括Ga₂O₃外延片，Ga₂O₃外延片自上而下依次为沟道层、缓冲层和衬底；采用溅射或蒸发工艺在外延片表面淀积一层多晶硅，并采用高温热氧化将多晶硅转化为SiO₂薄膜层；在SiO₂薄膜层上均匀覆盖光刻胶，采用干法或者湿法刻蚀的方式去除源区和漏区覆盖的SiO₂薄膜层，并采用高温退火或者离子注入的方式在源区和漏区制备源极和漏极；采用金属蒸发剥离的方式制备栅极；在剩余的SiO₂薄膜层及制备的栅极的表面生长一层钝化层。本发明提供的氧化镓MOSFET器件的制备方法，能够解决现有技术中存在的栅下介质生长温度低而制备的MOSFET器件不可靠的技术问题。

技术领域

本发明属于半导体器件制备技术领域，更具体地说，是涉及一种氧化镓MOSFET器件的制备方法。

背景技术

在供电系统、电力汽车、混合动力汽车、工厂大型设备、光伏发电系统、空调、服务器、个人电脑等设备中会使用到功率器件。当前功率器件主要采用的技术包括为Si二极管、Si MOSFET、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)以及少量的GaN、SiC器件。其中，金属氧化物半导体场效应管(英语：Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,MOSFET)，简称金属氧半场效晶体管，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。

Ga₂O₃是金属镓的氧化物。目前共发现α、β、γ、δ、ε五种氧化镓的结晶形态。其中，以β结构的Ga₂O₃最为稳定。目前为止在半导体领域围绕Ga₂O₃的研究都是在β结构的Ga₂O₃上展开的，提及Ga₂O₃的时候多特指β结构的Ga₂O₃。Ga₂O₃的禁带宽度为4.8eV，高于第一代半导体硅，也高于第三代宽禁带半导体GaN和SiC。Ga₂O₃的击穿电场为8MV/cm，高于硅的0.3MV/cm，也高于GaN的3.3MV/cm和SiC的2.5MV/cm。意味着相同的器件尺寸下，Ga₂O₃的耐击穿电压理论上是硅的26.6倍，是GaN的2.4倍，是SiC的3.2倍。在功率器件应用领域，Ga₂O₃FET器件还具有化学性质稳定、高耐压、低损耗、低漏电、耐高温、抗辐照、可靠性高以及低成本的优势。

在Ga₂O₃FET制备过程中，为了降低栅漏电，通常需要采用ALD生长(ALD-atomiclayer deposition单原子层沉积，又称原子层沉积或原子层外延atomic layer epitaxy)的Al₂O₃、HfO₂(HfO₂也即二氧化铪，是铪元素的一种氧化物，常温常压下为白色固体)、SiO₂以及它们形成的复合结构作为MOSFET器件的栅下介质。这些介质的生长温度较低，存在较多缺陷。因此不利于高可靠性MOSFET器件的制备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化镓MOSFET器件的制备方法，以解决现有技术中存在的栅下介质生长温度低而制备的MOSFET器件不可靠的技术问题。