[發明專利]一種半導體材料摻雜后退火的方法

在審

• 申請號: 202011072990.1
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN114334644A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 劉新宇;尤楠楠;王盛凱;湯益丹;白云;田曉麗;陸江;陳宏;楊成樾
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L21/265;H01L21/329
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

1.一種半導體材料摻雜后退火的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供半導體材料；

在所述半導體材料上形成覆蓋層；

對形成有所述覆蓋層的半導體材料進行摻雜；

將摻雜后的半導體材料放入反應腔，調節微波輸入功率以及氣體壓強，以激發所述反應腔中的反應氣體產生等離子體，并基于所述等離子體對所述摻雜后的半導體材料進行退火處理；

在所述退火處理后，去除所述覆蓋層。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述覆蓋層材料為石墨或氧化硅。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述反應氣體為活性氣體和/或惰性氣體。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述調節微波輸入功率以及氣體壓強，以激發所述反應腔中的反應氣體產生等離子體，并基于所述等離子體對所述摻雜后的半導體材料進行退火處理，包括：

將所述微波輸入功率調節至位于第一功率范圍內的第一功率，以及將所述氣體壓強調節位于第一壓強范圍內的第一壓強，激發所述反應氣體產生所述等離子體；

基于摻雜元素的摻雜量，將所述微波輸入功率在第二功率范圍內調節，以及將所述氣體壓強在第二壓強范圍內調節，以調整所述等離子體的密度和能量，對所述摻雜后的半導體材料進行退火處理，其中，所述第二功率范圍的最小值大于所述第一功率范圍的最小值，且所述第二功率范圍的最大值大于所述第一功率范圍的最大值，所述第二壓強范圍的最小值大于所述第一壓強范圍的最小值，且所述第二壓強范圍的最大值大于所述第一壓強范圍的最大值。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述將所述微波輸入功率在第二功率范圍內調節，以及將所述氣體壓強在第二壓強范圍內調節，以調整所述等離子體的密度和能量，包括：

在所述第二功率范圍內增加所述微波輸入功率，以及在所述第二壓強范圍內增加所述氣體壓強，以增加所述等離子體的密度和能量；和/或

在所述第二功率范圍內降低所述微波輸入功率，以及在所述第二壓強范圍內降低所述氣體壓強，以降低所述等離子體的密度和能量。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述覆蓋層材料為石墨時，所述反應氣體為惰性氣體；在所述覆蓋層材料為氧化硅時，所述反應氣體為活性氣體和/或惰性氣體。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在所述反應氣體為所述惰性氣體時，所述基于所述等離子體對所述摻雜后的半導體材料進行退火處理，包括：

將所述惰性氣體產生的等離子體的熱傳遞給所述摻雜后的半導體材料，對所述摻雜后的半導體材料進行退火處理。

8.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，在所述反應氣體為所述活性氣體時，所述基于所述等離子體對所述摻雜后的半導體材料進行退火處理，包括：

所述活性氣體產生的等離子體進入到所述摻雜后的半導體材料中，與所述半導體材料發生反應，使所述半導體材料內部的被替位原子離開晶格點，以對所述摻雜后的半導體材料進行退火處理。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導體材料為碳化硅、硅或氮化鎵。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對形成有所述覆蓋層的半導體材料進行摻雜的摻雜元素為鋁、硼、氮、磷、鎂。