[发明专利]一种半导体材料的表面钝化工艺

说明书

本发明属于半导体材料加工领域，具体公开了一种半导体材料的表面钝化工艺，所述半导体材料为氮化镓，包括以下步骤：在氮化镓衬底上由下至上依次加工出第一层PbI₂钝化层、第二层SiO₂钝化层、第三层甲基苯并三氮唑TTA钝化层、第四层SiO₂钝化层和第五层PI钝化层，所述半导体氮化镓衬底完成半导体芯片加工后，在该半导体芯片的表面需要钝化保护的区域形成PbI₂‑SiO₂‑TTA‑SiO₂‑PI复合结构；本发明所述的表面钝化工艺为氮化镓半导体材料进行优化，步骤少，时间快，钝化效果好，具有非常广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于半导体材料加工领域，具体公开了一种半导体材料的表面钝化工艺。

背景技术

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。在集成电路中，在一块单晶基片上需要组装很多器件，这些器件之间需要互相布线连接，而且随着集成度的提高和特征尺寸的减小，布线密度必须增加，所以用于器件之间以及布线之间电气隔离的绝缘钝化膜是非常重要的。此外，由于半导体表面与内部结构的差异(表面晶格原子终止而存在悬挂键，即未饱和的键)，导致表面与内部性质的不同，而其表面状况对器件的性能有重要作用。表面只要有微量的沾污(如有害的杂质离子、水汽、尘埃等)，就会影响器件表面的电学性质，如表面电导及表面态等。为提高器件性能的稳定性和可靠性，必须把器件与周围环境气氛隔离开来，以增强器件对外来离子沾污的阻挡能力，控制和稳定半导体表面的特征，保护器件内部的互连以及防止器件受到机械和化学损伤。为此就提出了半导体器件表面钝化的要求

表面钝化工艺就是在半导体器件表面覆盖保护介质膜，以防止表面污染的工艺。现有的表面钝化工艺大多针对硅基半导体材料所涉及，目前第三代半导体材料正越来越显示其优越性，比如氮化镓等，还缺乏针对氮化镓这类半导体的钝化工艺优化，因此急需一种新的半导体材料的表面钝化工艺。

发明内容

针对上述情况，本发明公开了一种半导体材料的表面钝化工艺，针对氮化镓这类半导体的钝化工艺优化。

本发明的技术方案如下：

一种半导体材料的表面钝化工艺，所述半导体材料为氮化镓，包括以下步骤：

在氮化镓衬底上由下至上依次加工出第一层PbI₂钝化层、第二层SiO₂钝化层、第三层甲基苯并三氮唑TTA钝化层、第四层SiO₂钝化层和第五层PI钝化层，所述半导体氮化镓衬底完成半导体芯片加工后，在该半导体芯片的表面需要钝化保护的区域形成PbI₂-SiO₂-TTA-SiO₂-PI复合结构。

优选的，上述一种半导体材料的表面钝化工艺，所述所述第一层PbI₂钝化层的厚度范围值为：500-700nm，且采用LPCVD工艺进行制备。

优选的，上述一种半导体材料的表面钝化工艺，所述第二层SiO₂钝化层的厚度范围值为：200-300nm，且采用热氧化生长工艺进行制备。

优选的，上述一种半导体材料的表面钝化工艺，所述第三层甲基苯并三氮唑TTA钝化层采用浸渍工艺进行制备，所述浸渍液中的甲基苯并三氮唑TTA浓度为1-2g/L,温度30-40℃，浸渍时间2-4h。