[发明专利]场效应晶体管及制备方法、电子设备

说明书

本发明公开了场效应晶体管及制备方法、电子设备。该场效应晶体管包括：依次层叠设置的SiC衬底、SiC外延层以及栅氧结构，其中，所述栅氧结构包括依次层叠设置的过渡层、阻挡层以及氧化层，所述过渡层设置在所述SiC外延层远离所述SiC衬底的一侧，构成所述过渡层以及所述氧化层的材料均为SiO₂，所述过渡层的厚度小于所述氧化层的厚度。由此，该场效应晶体管的栅氧结构与SiC外延层之间的界面具有良好的界面态，使得栅氧结构与SiC外延层之间的界面具有较高的迁移率，栅氧结构具有较高的可靠性，进而使得该场效应晶体管具有良好的使用性能。

技术领域

本发明涉及电子领域，具体地，涉及场效应晶体管及制备方法、电子设备。

背景技术

SiC是第三代宽禁带半导体材料的典型代表，具有宽禁带宽度、热导率高、击穿电场强度高、高饱和迁移率、耐辐射能力强等特点。基于SiC材料的金属-氧化物半导体场效应晶体管(以下简称SiCMOS管)具有高击穿电场、开关速度快、开关损耗低、导热能力强、抗辐射等特点，适用于高压、高频、高速、高功率等应用场合。

然而，目前的SiCMOS管及制备方法、电子设备仍有待改进。

发明内容

本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前，SiCMOS管仍存在性能较差的问题。发明人经过深入研究以及大量实验发现，这主要是由于目前的SiCMOS管中，SiO₂栅氧化层与SiC外延层的界面，即SiO₂/SiC界面质量较差导致的。具体的，目前SiCMOS管包括依次层叠设置的SiC衬底、SiC外延层、SiO₂栅氧化层、电极层等结构，其中，SiO₂栅氧化层通常是基于SiC外延层利用高温热氧化工艺形成的，为了保证SiCMOS管的使用性能，SiO₂栅氧化层的厚度通常为几十纳米，甚至上百纳米，因此，热氧化工艺的时间较长且温度较高，导致形成的SiO₂/SiC界面悬挂键较多、界面较粗糙以及界面散射较严重，进而导致SiO₂/SiC界面迁移率较低，栅氧化层的可靠性较差，从而影响场效应晶体管的性能。此外，上述高温热氧化过程中由于氧气的扩散速率不同，也会形成较为粗糙的SiO₂/SiC界面，影响界面的迁移率以及栅氧化层的可靠性。

目前，为了解决上述问题，在高温热氧化形成SiO₂栅氧化层之后，采用N₂O退火钝化悬挂键的方式，来改善界面态。然而上述方法只能钝化一些悬挂键，不能改变界面的粗糙度，并不能有效的解决上述问题，且N₂O属于有毒气体。因此，针对SiCMOS管的上述问题，仍需新的方法去解决。

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种场效应晶体管。该场效应晶体管包括：依次层叠设置的SiC衬底、SiC外延层以及栅氧结构，其中，所述栅氧结构包括依次层叠设置的过渡层、阻挡层以及氧化层，所述过渡层设置在所述SiC外延层远离所述SiC衬底的一侧，构成所述过渡层以及所述氧化层的材料均为SiO₂，所述过渡层的厚度小于所述氧化层的厚度。由此，该场效应晶体管的栅氧结构与SiC外延层之间的界面具有良好的界面态，使得栅氧结构与SiC外延层之间的界面具有较高的迁移率，栅氧结构具有较高的可靠性，进而使得该场效应晶体管具有良好的使用性能。