[发明专利]一种半导体器件的制造方法

说明书

本申请实施例提供了一种半导体器件的制造方法，方法包括：提供衬底，所述衬底上形成有碳化硅层；采用离子注入对所述碳化硅层进行轰击，以使所述碳化硅层的表层非晶化，形成碳化硅的非晶层；进行氧化工艺，以将所述碳化硅的非晶层氧化为氧化硅层。通过采用离子注入对碳化硅层进行轰击，使碳化硅层的表层非晶化，形成碳化硅的非晶层，之后对碳化硅的非晶层进行氧化工艺，生成氧化硅层。相较于致密的碳化硅层，碳化硅的非晶层在进行氧化工艺时具有更快的氧化速度，并且碳化硅的非晶层在进行氧化工艺时，通过固相外延再次生长，能够改善SiC和氧化硅的界面质量。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，特别涉及一种半导体器件的制造方法。

背景技术

碳化硅(SiC)材料因其在高温、强酸强碱和辐射等极端情况的优异性能，成为新的半导体器件的研究热点。SiC可以应用在金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)中，被氧化为氧化硅后作为MOSFET器件中的栅介质。

但是，在将SiC氧化为氧化硅的工艺时，形成的氧化硅会封闭气孔，阻止氧气进入材料内部，形成保护性氧化，使得SiC材料的氧化速率比较慢，难以生长较厚的高质量氧化层，并且SiC和氧化硅的界面质量较差，高密度的界面态和较差的界面质量导致MOSFET器件的沟道迁移率和导通电阻严重降低。因此，现在急需一种半导体器件的制造方法，来增大SiC材料的氧化速率，提高SiC和氧化硅的界面质量。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种半导体器件的制造方法，来增大SiC材料的氧化速率，提高SiC和氧化硅的界面质量。

为实现上述目的，本申请有如下技术方案：

一种半导体器件的制造方法，所述方法包括：

提供衬底，所述衬底上形成有碳化硅层；

采用离子注入对所述碳化硅层进行轰击，以使所述碳化硅层的表层非晶化，形成碳化硅的非晶层；

进行氧化工艺，以将所述碳化硅的非晶层氧化为氧化硅层。

可选的，根据需要的氧化硅层的厚度利用离子注入控制所述碳化硅的非晶层的厚度。

可选的，所述碳化硅的非晶层的厚度范围为5-200nm。

可选的，所述离子注入的能量范围为20keV-1MeV，离子注入的剂量范围为1e14-1e17/cm²。

可选的，所述轰击的离子的原子质量大于或等于Si的原子质量。

可选的，所述轰击的离子为Si、Ge、Sn、As、Ga、In、P、Te或Bi中的至少一种。

可选的，所述氧化工艺为干氧氧化、湿氧氧化、水汽氧化、通入氧气氧化或通入氧化氮氧化中的至少一种。

可选的，所述方法还包括：

对所述氧化硅层进行退火工艺，进行所述退火工艺时通入的气体为氮气、氩气或氧化氮中的至少一种。

可选的，所述方法还包括：

在所述氧化硅层上形成其他氧化层，所述其他氧化层为HfO₂、Al₂O₃、AlON、AlN、HfAlON、Y₂O₃、LaSiO_x、Gd₂O₃、TiO₂、Ta₂O₅中的至少一种。

可选的，所述方法还包括：

在所述氧化硅层上形成栅极。