[发明专利]氧化镓材料表面缺陷修复方法

说明书

本发明提供一种氧化镓材料表面缺陷修复方法，其特征在于，所述方法包括：向所述氧化镓材料表面引入阴离子，使所述阴离子与镓结合，以减少所述氧化镓材料表面中的氧空位缺陷。通过该方法，可以有效降低氧化镓材料表面的界面态。

技术领域

本发明涉及半导体制造行业，具体涉及一种氧化镓材料表面缺陷修复方法。

背景技术

在半导体行业中，在例如刻蚀或抛光工艺之后，材料表面的缺陷在后续工艺例如后续层在该材料表面生长之后将保留下来，并形成材料与后续层之间的差的界面。界面处存在缺陷会引入很多电荷，称为界面态。

界面态会对最终器件的性能造成恶劣影响。界面态通常导致势垒降低，漏电流增加。在金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、肖脱基势垒二极管(SBD)等电子器件中，势垒降低，击穿电压也会随之降低；此外界面态的存在还会使器件阈值电压发生偏移，器件无法实现高重复性。对于高电迁移率晶体管(HEMT)而言，界面态则会在大电流情况下，会发生电流坍塌效应。因此，为提升器件性能，降低界面态是有利的。

氧化镓材料是一种新兴的超宽禁带半导体材料。对于其在半导体器件制备过程中的具体处理方式，仍处于摸索和发展阶段。当前，在对沉积的氧化镓材料层进行刻蚀后，通常不加处理直接进行下一步工艺，或者采用丙酮、异丙醇和水进行超声清洗后进行下一步工艺。刻蚀后未经表面处理或仅经超声清洗即进行下一步工艺的氧化镓材料的界面态缺陷严重，大大降低器件性能。此外，对于预制的氧化镓材料元件，在其表面抛光后也会产生高界面态。

对于氧化镓材料的界面态，有改进的需要。

发明内容

在一个方面，本发明提供一种氧化镓材料表面缺陷修复方法，其特征在于，所述方法包括：

向所述氧化镓材料表面引入阴离子，使所述阴离子与镓结合，以减少所述氧化镓材料表面中的氧空位缺陷。

优选地，选自氮离子、氯离子、氟离子或氧离子。

优选地，通过等离子增强化学沉积法、反应离子刻蚀法或电感耦合等离子体引入所述阴离子。

优选地，通过使所述氧化镓材料表面处于含氮气氛下，向所述氧化镓材料表面引入氮阴离子，

其中通过以NH₃为工艺气体的等离子增强化学沉积法提供所述含氮气氛。

优选地，通过使所述氧化镓材料表面处于含氯气氛下，向所述氧化镓材料表面引入氯阴离子，

其中通过以BCl₃或Cl₂为工艺气体的反应离子刻蚀法或电感耦合等离子体提供所述含氯气氛。

优选地，通过使所述氧化镓材料表面处于含氟气氛下，向所述氧化镓材料表面引入氟阴离子，

其中通过以CF₄为工艺气体的反应离子刻蚀法或电感耦合等离子体提供所述含氟气氛。

优选地，通过使所述氧化镓材料表面处于含氧气氛下，向所述氧化镓材料表面引入氧阴离子，

其中通过以O₂为工艺气体的反应离子刻蚀法或电感耦合等离子体提供所述含氧气氛。

在另一个方面，本发明提供一种刻蚀氧化镓材料的方法，其特征在于，所述方法包括：

在氧化镓材料表面形成光刻胶层；

对所述光刻胶层进行图案化，暴露一部分氧化镓材料的表面；

对所述氧化镓材料的所述暴露的表面进行刻蚀；

采用上述氧化镓材料表面缺陷修复方法，对刻蚀后的表面进行处理；以及

除去图案化的光刻胶层。