CNR Institutional Research Information System

Processo di ossidazione di semiconduttori in carburo di silicio

Poggi A;Solmi S;Nipoti R;Moscatelli F;
2006
2006
Istituto per la Microelettronica e Microsistemi - IMM
Italiano
SiC
Ossidazione termica
Dispositivi di potenza
La presente invenzione ha per oggetto un processo di ossidazione di Carburo di Silicio (SIC) che permette di ridurre il tempo di fabbricazione di un MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FIeld Effect Transistor) realizzato su SiC raggiungendo ottime prestazioni del dispositivo. Il processo di accrescimento dell'ossido per realizzare il gate del transistore prevede le seguenti fasi in sequenza: A) una fase di preamorfizzazione, mediante una impiantazione ionica di Azoto, di uno strato superficiale del cristallo di SiC su cui viene fabbricato il dispositivo; B) una fase di ossidazione che viene condotta mediante un primo trattamento termico ad una prima temperatura che permette la totale ossidazione dello strato amorfo evitandone la ricristallizzazione, seguito da un secondo trattamento termico ad una seconda temperatura, sostanzialmente maggiore della prima temperatura, e che permette l'ossidazione del materiale pesantemente danneggiato sottostante lo strato amorfo; e C) una fase di ricottura in ambiente inerte che viene condotta ad una temperatura uguale alla seconda temperatura della fase B). I parametri di processo sono accuratamente valutati in modo da avere: 1) l'amorfizzazione di uno strato superficiale di SiC di spessore controllato dopo l'impianto di azoto e 2) un ossido di gate di spessore desiderato e con una elevata concentrazione di azoto all'interfaccia con il semiconduttore, che garantisce buone prestazioni dell'interfaccia, dopo l'ossidazione. USI PRINCIPALi Il mercato dei dispositivi di potenza è sempre più interessato allo sviluppo di celle di commutazione totalmente realizzate in Carburo di Silicio. Il Carburo di Silicio è infatti un materiale ad ampio gap e i MOSFET realizzati in Carburo di Silicio, rispetto a quelli realizzati in Silicio, permetterebbero di ottenere apparati elettronici più efficienti dal punto di vista energetico, oltre che più leggeri e dalle dimensioni più contenute. Power device market is very interested in the development of a switching unit totally fabricated on SiC. SiC is a wide band gap material and SiC MOSFET give rise the realization of electronic systems with reduced power consumption, downsize dimensions and low weight in comparison with the ones fabricated on silicon. VANTAGGI PRINCIPALI Attualmente la tecnologia nota per realizzare MOSFET in Carburo di Silicio prevede un processo di ossidazione termica ad alta temperatura. Tale processo è, da un lato, eccessivamente lento e, dall'altro, insoddisfacente per garantire le prestazioni previste teoricamente. Scopo della presente invenzione è di fornire un processo di ossidazione di semiconduttori in Carburo di Silicio che consenta, da un lato, una cinetica di ossidazione veloce e, dall'altro, una densità di stati trappola relativamente bassa all'interfaccia fra ossido di Silicio e Carburo di Silicio. The up-to-date technology for MOSFET fabrication on SiC makes use of a thermal oxidation performed at high temperature. This process is very slow and it is not effective in reaching the theoretical performance of the device. The goal of this invention is to give a SiC oxidation process with a high oxidation rate and a low density of the traps at the oxide- SiC interface. PAROLE CHIAVE Carburo di Silicio, MOSFET, ossidazione termica, cinetica di ossidazione, amorfo, impianto ionico, azoto, densità stati trappola, interfaccia. Silicon Carbide, MOSFET, thermal oxidation, oxidation kinetic, amorphous, ion implantation, nitrogen, trap state density, interface.
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06 Brevetti::06.01 Brevetto di invenzione industriale
none
Poggi A; Solmi S; Nipoti R; Moscatelli F; HijiKata Y.
info:eu-repo/semantics/patent
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.14243/142267
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