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。研宄证实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，可以进一步有效降低所沉积的层与III族氮化物层之间的界面态。
[0009]根据本发明的实施例，可以通过集成低损伤远程等离子体表面处理和沉积技术，来提供具有表面活性的III族氮化物层。
[0010]根据本发明的其他实施例，可以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，显著降低了表面介质与III族氮化物材料之间的界面态。
【附图说明】
[0011]通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0012]图1示出了根据本发明实施例的低界面态器件的制造方法。
[0013]图2示出了根据本发明实施例的将低损伤远程等离子体表面处理与LPCVD相结合的工艺过程。
[0014]图3示出了根据本发明另一实施例的将低损伤远程等离子体表面处理与LPCVD相结合的另一种工艺过程。
[0015]图4示出了根据本发明另一实施例的低界面态器件的制造方法。
[0016]图5示出了根据本发明实施例的低界面态器件的制造流程中部分阶段获得的结构的示意图。
[0017]应当注意的是，本说明书附图并非按照比例绘制，而仅为示意性的目的，因此，不应被理解为对本发明范围的任何限制和约束。在附图中，相似的组成部分以相似的附图标号标识。
【具体实施方式】
[0018]以下，通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0019]在附图中示出了根据本发明实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0020]根据本发明的实施例，可以通过结合低损伤远程等离子体表面处理和沉积技术，提供具有表面活性的III族氮化物层。具体地，可以通过集成低损伤远程等离子体表面处理和沉积技术(特别是低压化学气相沉积，LPCVD)技术，显著降低表面介质与III族氮化物材料之间的界面态。低损伤远程等离子体表面处理可以去除III族氮化物材料表面氧化层并且进行损伤修复，并可以弥补LPCVD系统中无法产生等离子体的缺点。LPCVD系统可以高温沉积高质量的介质膜。此为，在等离子体表面处理和介质沉积工艺之间可以通过无氧气氛保护来防止III族氮化物表面的再氧化。
[0021]本发明的技术可以多种形成呈现，以下将参照附图描述其中一些示例。
[0022]图1示出了根据本发明实施例的低界面态器件的制造方法。如图1所示，所述低界面态器件的制造方法可以包括:对衬底上的III族氮化物层进行远程等离子体表面处理(SlOl);通过无氧传输系统将已处理的衬底转移至沉积腔室(S102);以及在沉积腔室中在所述已处理的衬底上进行沉积(S103)。例如，沉积可以包括低压化学气相沉积(LPCVD)。低损伤远程等离子体表面处理可以去除外延生长的III族氮化物材料表面的氧化层，并且进行损伤修复，从而可以实现具有表面活性的氮化物表面。在此，通过集成低损伤远程等离子体表面处理和沉积技术，可以提供具有表面活性的III族氮化物层。具有表面活性的这种氮化物表面可以进行各种后续工艺处理。
[0023]图2示出了根据本公开实施例的将低损伤远程等离子体表面处理与LPCVD相结合的工艺过程。例如，在所述沉积是低压化学气相沉积LPCVD的情况下，可以通过LPCVD工艺在所述衬底上沉积氮化物电介质层。如图2所示，所述低界面态器件的制造方法可以包括:对衬底上的III族氮化物层进行远程等离子体表面处理(S201);通过无氧传输系统将已处理的衬底转移至LPCVD腔室(S202);以及在所述LPCVD腔室中在所述已处理的衬底上通过LPCVD工艺生长氮化物层(S203)。通过对外延生长的氮化物进行表面等离子体处理，减小了 LPCVD生长的氮化物与外延生长的III族氮化物之间的界面态。所述LPCVD工艺是一种高温工艺。
[0024]还可以在已处理的衬底上沉积各种其他物质，例如，还可以通过LPCVD工艺在所述衬底上沉