低界面态器件及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104658894A(43)申请公布日2015.05.27(21)申请号201510103253.6(22)申请日2015.03.10(71)申请人中国科学院微电子研究所地址100029北京市朝阳区北土城西路3号(72)发明人刘新宇黄森王鑫华魏珂王文武李俊峰赵超(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人倪斌(51)Int.Cl.H01L21/265(2006.01)H01L21/365(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称低界面态器件及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种低界面态器件的制造方法，包括：-对衬底上的III族氮化物层进行远程等离子体表面处理；通过无氧传输系统将已处理的衬底转移至沉积腔室；以及在沉积腔室中在所述已处理的衬底上进行沉积。所述沉积可以是低压化学气相沉积(LPCVD)。通过集成低损伤远程等离子体表面处理和低压化学气相沉积技术，可以显著降低表面介质与III族氮化物材料之间的界面态。CN104658894ACN104658894A权利要求书1/1页1.一种低界面态器件的制造方法，包括：对衬底上的III族氮化物层进行远程等离子体表面处理；通过无氧传输系统将已处理的衬底转移至沉积腔室；以及在沉积腔室中在所述已处理的衬底上进行沉积。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述沉积是低压化学气相沉积LPCVD。3.根据权利要求2所述的制造方法，其中通过LPCVD工艺在所述衬底上沉积氮化物电介质层。4.根据权利要求2所述的制造方法，其中通过LPCVD工艺在所述衬底上沉积SiO2。5.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述等离子体表面处理的等离子体是能量较低的软等离子体。6.根据权利要求5所述的制造方法，其中所述衬底进行加热，然后用所述软等离子体对所述III族氮化物层进行等离子体表面处理。7.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述等离子体表面处理的温度范围是室温至750摄氏度。8.根据权利要求1所述的制造方法，其中所述无氧传输系统是真空状态或者氮气氛围。9.根据权利要求8所述的制造方法，其中所述无氧传输系统包括连接在进行远程等离子体表面处理的腔室和沉积腔室之间的无氧传输通道，通过所述无氧传输通道转移所述已处理的衬底。10.一种低界面态器件，包括：在衬底上外延生长的III族氮化物层；以及在远程等离子体表面处理的所述III族氮化物层上通过低压化学气相沉积LPCVD沉积的氮化物电介质层。2CN104658894A说明书1/4页低界面态器件及其制造方法技术领域[0001]本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种低界面态器件及其制造方法。背景技术[0002]III族氮化物材料与其钝化层或栅介质之间居高不下的界面态成为制约III族氮化物电子器件应用的瓶颈。研究证实III族氮化物在工艺过程中的界面氧化是导致高界面态的来源。另一方面，低压化学气相沉积(LPCVD)技术是CMOS工艺中非常成熟的薄膜介质制备技术。如何降低界面态，以便利用LPCVD等沉积工艺形成高质量膜层，成为推动III族氮化物功率电子产业化的关键技术。发明内容[0003]本发明的目的至少在于提供一种能够制造低界面态的III族氮化物器件的方法。[0004]根据本发明的一个方面，提出了一种低界面态器件的制造方法，包括：对衬底上的III族氮化物层进行远程等离子体表面处理；通过无氧传输系统将已处理的衬底转移至沉积腔室；以及在沉积腔室中在所述已处理的衬底上进行沉积。[0005]根据本发明的另一个方面，提出了一种低界面态器件，包括：在衬底上外延生长的III族氮化物层；以及在远程等离子体表面处理的所述III族氮化物层上通过低压化学气相沉积LPCVD沉积的氮化物电介质层。[0006]通过远程等离子体表面处理，可以去除III族氮化物层的表面氧化层并进行损伤修复，并因此降低III族氮化物层与之后沉积的层之间的界面态。例如，所述等离子体表面处理的等离子体可以是能量较低的软等离子体。所述衬底可以进行加热，然后用所述软等离子体对所述III族氮化物层进行等离子体表面处理。所述等离子体表面处理的温度范围可以是室温至750摄氏度。[0007]另外，通过在表面处理和沉积工艺之间的无氧气氛保护，可以防止III族氮化物表面的再氧化。例如，所述无氧传输系统可以是真空状态或者氮气氛围。在一个示例中，所述无氧传输系统可以包括连接在进行远程等离子体表面处理的腔室和沉积腔室之间的无氧传输通道，通过所述无氧传输通道转移所述已处理的衬底。[0008]例如，所述沉积可以是低压化学气相沉积(LPCVD)。通过LPCVD工艺，可以在所述衬底上沉积氮化物电介质层。LPCVD可以高温生长高质量的层。于是，可以进