[发明专利]对氧化镓材料退火的方法

说明书

本发明提出一种对氧化镓材料退火的方法，其特征在于，所述方法包括：在紫外光照射所述氧化镓材料的同时，将所述氧化镓材料在300‑700℃的温度范围内保持。该方法可以在低温下完成掺杂氧化镓材料的离子激活，同时可以修复缺陷。

技术领域

本发明涉及半导体制造行业，具体涉及一种对氧化镓材料退火的方法。

背景技术

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。

氧化镓材料可以用于耐高压晶体管。制备耐高压晶体管时，为了对氧化镓材料进行离子激活和晶格修正，需要对氧化镓材料进行退火。当前的退火工艺需在高温下进行，否则无法完成激活。高温退火导致高能耗并可能引入新的缺陷。

对于氧化镓材料的退火工艺，有改进的需要。

发明内容

在一个方面，本发明提供一种对氧化镓材料退火的方法，其特征在于，所述方法包括：

在紫外光照射所述氧化镓材料的同时，将所述氧化镓材料在300-700℃的温度范围内保持。

优选地，所述退火在氧气气氛下进行。

优选地，所述紫外光包括波长为185nm和254nm的紫外光。

优选地，所述氧化镓材料是硅离子注入掺杂的氧化镓材料。

优选地，将所述氧化镓材料在550-650℃的温度范围内保持。

优选地，保持时间为10min-3h。

优选地，所述紫外光照射强度为20-200mw/cm²。

附图说明

图1示出了硅离子注入前的氧化镓晶体。

图2示出了硅离子注入过程。

图3示出了掺杂硅之后氧化镓晶格的畸变。

图4示出了本发明的方法的一个实施方案。

图5示出了经过紫外光和热处理后的晶格状态。

具体实施方式

氧化镓材料是晶体材料。一般地，使用离子注入技术对氧化镓材料进行掺杂，使掺杂达到所需的浓度，从而实现相应的导电能力。离子注入工艺在注入过程中会对氧化镓晶体造成损伤，使原子离开原有位置，形成空位。如果注入能量过大，被击打出原有位置的原子会经由级联碰撞再次击打出另外的原子，从而形成二次损伤。由于离子注入所造成的损伤及畸形团，使包含氧化镓材料的器件中载流子迁移率和寿命受到影响，从而降低器件性能。为了修复材料损伤，需要在适当的时间和温度下将半导体退火。

此外，还需进行离子激活。离子激活是指在杂质粒子进入半导体内部后，有很多杂质原子在半导体晶格间隙位置，通过退火的方式使处于晶格间隙位置的施主或者受主原子进入半导体晶格位置，从而起到提供载流子的作用，这种处理过程就称为杂质的激活。典型地利用热退火进行离子激活。进行离子激活所需的温度至少为800℃。

当前的退火工艺需在高温下进行，否则无法完成激活。高温退火导致高能耗并可能引入新的缺陷。

本发明意在提供一种对氧化镓材料退火的方法，以在较低温度下完成离子激活和材料缺陷修复。

在一个方面，本发明提供一种对氧化镓材料退火的方法，其特征在于，所述方法包括：

在紫外光照射所述氧化镓材料的同时，将所述氧化镓材料在300-700℃的温度范围内保持。