積Si02。還可以在已經(jīng)通過表面等離子體工藝預(yù)處理的表面上進(jìn)行其他生長工藝，例如 LBE、MBE、MOCVD、PECVD 等等。
[0025]圖3示出了根據(jù)本公開另一實施例的將低損傷遠(yuǎn)程等離子體表面處理與LPCVD相結(jié)合的另一種工藝過程。如圖3所示，所述低界面態(tài)器件的制造方法可以包括:對襯底進(jìn)行加熱，然后用軟等離子體對襯底上的III族氮化物層進(jìn)行等離子體表面處理(S301);通過無氧傳輸系統(tǒng)將已處理的襯底轉(zhuǎn)移至LPCVD腔室(S302);以及在所述LPCVD腔室中在所述已處理的襯底上通過LPCVD工藝生長氮化物層(S303)。在對所述III族氮化物層進(jìn)行遠(yuǎn)程等離子體表面處理時，對所述襯底進(jìn)行加熱然后用所述軟等離子體進(jìn)行表面處理。通過對加熱后的襯底進(jìn)行等離子體表面處理可以對反應(yīng)界面進(jìn)行表面修復(fù)。
[0026]這里所謂的軟等離子體是能量較低(例如，低于200eV)的軟等離子體。例如，可以在非等離子體表面處理的位置產(chǎn)生等離子體，并且通過操控通道把所述等離子體引到待處理表面上。這種非原位產(chǎn)生的等離子體的能量降低，因此相對于原位產(chǎn)生的高能等離子體可以稱作是“軟”等離子體，并且對于界面的損傷較低，從而可以實現(xiàn)本發(fā)明實施例的低損傷遠(yuǎn)程等離子體表面處理。例如，所述低損傷等離子體可以是NH3-Ar-N2等離子體。
[0027]具體地，所述等離子體表面處理的溫度范圍可以是室溫至750攝氏度。
[0028]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的低界面態(tài)器件的制造方法。如圖4所示，所述低界面態(tài)器件的制造方法可以包括:對襯底進(jìn)行加熱，然后用軟等離子體對襯底上的III族氮化物層進(jìn)行等離子體表面處理(S401);通過真空狀態(tài)或者氮?dú)夥諊臒o氧傳輸系統(tǒng)將已處理的襯底轉(zhuǎn)移至LPCVD腔室(S402);以及在所述LPCVD腔室中在所述已處理的襯底上通過LPCVD工藝生長氮化物層(S403)。所述無氧傳輸系統(tǒng)可以包括連接在進(jìn)行遠(yuǎn)程等離子體表面處理的腔室和沉積腔室之間的無氧傳輸通道，通過所述無氧傳輸通道轉(zhuǎn)移所述已處理的襯底。
[0029]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的低界面態(tài)器件的制造流程中部分階段得到的結(jié)構(gòu)的示意圖。所述低界面態(tài)器件包括:在襯底上外延生長的III族氮化物層；以及在遠(yuǎn)程等離子體表面處理的所述III族氮化物層上通過低壓化學(xué)氣相沉積LPCVD沉積的氮化物電介質(zhì)層。具體地，如圖5所示，首先在襯底上外延生長III族氮化物層，并且對所得到的所述111族氮化物層的表面進(jìn)行遠(yuǎn)程等離子體表面處理。然后，通過無氧傳輸系統(tǒng)將已處理的襯底轉(zhuǎn)移至LPCVD腔室。接著，在所述LPCVD腔室中在所述已處理的襯底上通過LPCVD工藝生長氮化物層。通過對外延生長的氮化物進(jìn)行表面等離子體處理，減小了 LPCVD生長的氮化物與外延生長的III族氮化物之間的界面態(tài)。
[0030]本發(fā)明通過集成低損傷遠(yuǎn)程等離子體表面處理、無氧環(huán)境樣品傳輸和高溫低壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)，顯著降低了表面介質(zhì)與III族氮化物材料之間的界面態(tài)，實現(xiàn)低界面態(tài)III族氮化物電子器件的制備，彌補(bǔ)了 LPCVD生長中無法采用等離子體表面預(yù)處理的技術(shù)難點(diǎn)；LPCVD高溫生長高質(zhì)量的氮化物介質(zhì)，有效降低了介質(zhì)與III族氮化物間的界面態(tài)，提高了 III族氮化物電子器件的可靠性。
[0031]本發(fā)明還通過在表面處理和介質(zhì)沉積工藝之間的無氧氣氛保護(hù)，防止了 III族氮化物表面的再氧化。本發(fā)明利用低損傷遠(yuǎn)程等離子體(如NH3-Ar-N2)有效地去除了 III族氮化物表面的氧化層，并修復(fù)了處理損傷(如表面氮空位)。
[0032]本發(fā)明的這種集成技術(shù)有利于III族氮化物電子器件在CMOS工藝線的產(chǎn)業(yè)化制造。
[0033]在以上的描述中，對于各層的構(gòu)圖、刻蝕等技術(shù)細(xì)節(jié)并沒有做出詳細(xì)的說明。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以通過現(xiàn)有技術(shù)中的各種手段，來形成所需形狀的層、區(qū)域等。另外，為了形成同一結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以設(shè)計出與以上描述的方法并不完全相同的方法。
[0034]以上參照本發(fā)明的實施例對本發(fā)明予以了說明。但是，這些實施例僅僅是為了說明的目的，而并非為了限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等價物限定。不脫離本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出多種替換和修改，這些替換和修改都應(yīng)落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種低界面態(tài)器件的制造方法，包括: 對襯底上的III族氮化物層進(jìn)行遠(yuǎn)程等離子體表面處理； 通過無氧傳輸系統(tǒng)將已處理的襯底轉(zhuǎn)移至沉積腔室；以及 在沉積腔室中在所述已處理的襯底上進(jìn)行沉積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述沉積是低壓化學(xué)氣相沉積LPCVD。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其中通過LPCVD工藝在所述襯底上沉積氮化物電介質(zhì)層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其中通過LPCVD工藝在所述襯底上沉積S12。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述等離子體表面處理的等離子體是能量較低的軟等離子體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其中所述襯底進(jìn)行加熱，然后用所述軟等離子體對所述III族氮化物層進(jìn)行等離子體表面處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述等離子體表面處理的溫度范圍是室溫至750攝氏度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述無氧傳輸系統(tǒng)是真空狀態(tài)或者氮?dú)夥諊?br>9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其中所述無氧傳輸系統(tǒng)包括連接在進(jìn)行遠(yuǎn)程等離子體表面處理的腔室和沉積腔室之間的無氧傳輸通道，通過所述無氧傳輸通道轉(zhuǎn)移所述已處理的襯底。
10.一種低界面態(tài)器件，包括: 在襯底上外延生長的III族氮化物層；以及 在遠(yuǎn)程等離子體表面處理的所述III族氮化物層上通過低壓化學(xué)氣相沉積LPCVD沉積的氮化物電介質(zhì)層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低界面態(tài)器件的制造方法，包括：-對襯底上的III族氮化物層進(jìn)行遠(yuǎn)程等離子體表面處理；通過無氧傳輸系統(tǒng)將已處理的襯底轉(zhuǎn)移至沉積腔室；以及在沉積腔室中在所述已處理的襯底上進(jìn)行沉積。所述沉積可以是低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)。通過集成低損傷遠(yuǎn)程等離子體表面處理和低壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)，可以顯著降低表面介質(zhì)與III族氮化物材料之間的界面態(tài)。
【IPC分類】H01L21-365, H01L21-265
【公開號】CN104658894
【申請?zhí)枴緾N201510103253
【發(fā)明人】劉新宇, 黃森, 王鑫華, 魏珂, 王文武, 李俊峰, 趙超
【申請人】中國科學(xué)院微電子研究所
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月10日