形成氮化硅钝化膜的方法、制造半导体器件的方法和半导体器件.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CN112447536A(43)申请公布日2021.03.05(21)申请号202010911205.0H01L23/31(2006.01)(22)申请日2020.09.02H01L29/778(2006.01)C23C16/44(2006.01)(30)优先权数据C23C16/34(2006.01)2019-1612822019.09.04JP2020-1150562020.07.02JP(71)申请人住友电气工业株式会社地址日本大阪府大阪市(72)发明人住吉和英冈田政也井上和孝米村卓巳(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司11219代理人王海川牛嵩林(51)Int.Cl.H01L21/56(2006.01)H01L21/335(2006.01)权利要求书2页说明书15页附图18页(54)发明名称形成氮化硅钝化膜的方法、制造半导体器件的方法和半导体器件(57)摘要本申请发明涉及形成氮化硅钝化膜的方法、制造半导体器件的方法和半导体器件。在氮化物半导体层上形成氮化硅钝化膜的方法包含以下步骤：将包含氮化物半导体层的衬底引入反应炉中，将所述反应炉内的气氛从空气置换为氨气(NH3)气氛或氢气(H2)气氛，将所述反应炉内的温度升高至第一温度，将所述反应炉内的温度保持在所述第一温度并且将所述反应炉内的气氛保持为NH3气氛或H2气氛三分钟以上，将所述反应炉内的温度降低至低于所述第一温度的第二温度，以及通过在所述反应炉中在100Pa以下的第一压力下向所述反应炉中供给二氯硅烷(SiH2Cl2)而形成所述氮化硅钝化膜。CN112447536ACN112447536A权利要求书1/2页1.一种在氮化物半导体层上形成氮化硅钝化膜的方法，所述方法包含以下步骤：将包含所述氮化物半导体层的衬底引入反应炉中；将所述反应炉内的气氛从空气置换为氨气(NH3)气氛或氢气(H2)气氛；将所述反应炉内的温度升高至第一温度；将所述反应炉内的温度保持在所述第一温度并且将所述反应炉内的气氛保持为NH3气氛或H2气氛三分钟以上；将所述反应炉内的温度降低至低于所述第一温度的第二温度；以及通过在所述反应炉中在100Pa以下的第一压力下将二氯硅烷(SiH2Cl2)供给到所述反应炉中而形成所述氮化硅钝化膜。2.根据权利要求1所述的形成氮化硅钝化膜的方法，其中所述保持所述温度和所述气氛的步骤还将所述反应炉内的压力保持在大于所述第一压力的第二压力下。3.根据权利要求2所述的形成氮化硅钝化膜的方法，其中所述第二压力为300Pa以上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的形成氮化硅钝化膜的方法，其中所述第二温度为700℃以上，并且所述第一温度比所述第二温度高至少20℃。5.根据权利要求1至4中任一项所述的形成氮化硅钝化膜的方法，其中所述第一温度为750℃以上且900℃以下。6.根据权利要求1至5中任一项所述的形成氮化硅钝化膜的方法，其中所述降低所述温度的步骤将所述反应炉内的压力降低至所述第一压力。7.一种使用氮化物半导体作为主要构成材料的半导体器件的制造方法，所述方法包含以下步骤：在衬底上形成包含氮化物半导体层的半导体堆叠结构；使用根据权利要求1所述的方法在所述半导体堆叠结构上形成氮化硅钝化膜；在所述氮化硅钝化膜中形成开口；以及通过所述开口在所述半导体堆叠结构上形成电极。8.一种半导体器件，所述半导体器件包含：衬底；形成在所述衬底上的半导体堆叠部，所述半导体堆叠部包含多个氮化物半导体层；覆盖所述半导体堆叠部的表面的氮化硅钝化膜；和存在于所述氮化硅钝化膜与所述半导体堆叠部之间的界面处的氧原子；其中所述氧原子的界面氧含量为0.6×1015个原子/cm2以下。9.根据权利要求8所述的半导体器件，其中所述氧原子以氮氧化硅(Si2N2O)的形式存在。10.一种在氮化物半导体层上形成氮化硅钝化膜的方法，所述方法包含以下步骤：将包含氮化物半导体层的衬底引入反应炉中；将所述反应炉内的气氛从空气置换为氢气(H2)气氛；将所述反应炉内的温度升高至第一温度；将所述反应炉内的温度保持在所述第一温度；将所述反应炉内的温度降低至低于或等于所述第一温度的第二温度；以及通过在所述反应炉中在100Pa以下的第一压力下将二氯硅烷(SiH2Cl2)供给到所述反应2CN112447536A权利要求书2/2页炉中而形成所述氮化硅钝化膜。11.根据权利要求10所述的形成氮化硅钝化膜的方法，其中所述保持所述温度的步骤还将所述反应炉内的H2分压保持在0.5％以上。12.根据权利要求10或11所述的形成氮化硅钝化膜的方法，其中所述保持所述温度的步骤还将所述反应炉内的压力保持在300Pa以上。13.根据权利要求10至12中任一项所述的形成氮化硅钝化膜的方法，