[发明专利]形成氧化镓器件隔离的方法以及氧化镓隔离器件

说明书

一种形成氧化镓器件隔离的方法，其中包括：在氧化镓材料涂覆光刻胶，所述氧化镓材料包括氧化镓衬底和其上的N型掺杂氧化镓；进行光刻显影工艺，部分区域暴露出氧化镓材料；实施氮离子注入工艺，注入深度为氧化镓衬底至N型掺杂氧化镓的界面处，以形成器件隔离。相比于以往器件隔离常用的刻蚀手段，本发明采用离子注入的手段来进行器件隔离，避免刻蚀时遇到的无法有效隔离以及光刻胶变性等问题。

技术领域

本发明涉及半导体领域，进一步的，涉及一种形成氧化镓器件隔离的方法，以及一种氧化镓隔离器件。

背景技术

集成电路制造需要制造某种隔离工艺将单个器件隔离开来。因为半导体集成电路是在同一块半导体硅片上，通过平面工艺技术制造许多元件和器件，例如N型和P型MOSFET，再按照不同的电路将其连接在一起，从而形成具有一定功能的电路。这些器件所处的电位不同，相互之间必须绝缘隔离，否则半导体本身的电导将这些器件相互连通，从而使集成电路失效，因此无法有效隔离就会导致产品良品率降低，造成无谓的经济损失。为此，必须设法使器件与器件之间在电学性能方面隔离开来。

现有的半导体材料主要是硅和碳化硅，但是由于材料自身特性的限制，人们已经渐渐的无法满足于现有的材料器件，亟待一种更高功率器件的出现。氧化镓是目前世界上非常火热的一种新型半导体，拥有超宽禁带(4.8eV)、大的击穿场强(8MV/cm)，热稳定性和化学稳定型非常好，其禁带宽度及击穿场强仅次于金刚石，并且价格低于金刚石，在大功率和光学器件中是金刚石的优良替代材料。β-Ga₂O₃功率器件在与GaN和SiC相同耐压情况下，导通电阻更低、功耗更小、更耐高温、能够极大地节约上述高压器件工作时的电能损失。

现有的技术问题：在超大规模集成电路系统中，由于高度的集成，器件与器件之间的隔离变的尤为重要，硅基材料制备的器件，在器件隔离上大多采用刻蚀再形成场氧来进行隔离，然而对于氧化镓材料而言，一般利用涂胶、光刻、显影、刻蚀方法来进行器件隔离，然而刻蚀氧化镓形成器件隔离具有很大的限制。

①由于材料自身特性问题，很难达到一个较深的刻蚀深度，对于较厚的外延层很难实现有效器件隔离。

②刻蚀一般利用光刻胶作为掩膜，当长时间刻蚀时，光刻胶容易变性，导致难以去胶。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种形成氧化镓器件隔离的方法以及氧化镓隔离器件。

(二)技术方案

根据本发明的一方面，提供一种形成氧化镓器件隔离的方法，其中包括：

在氧化镓材料涂覆光刻胶，所述氧化镓材料包括氧化镓衬底和其上的N型掺杂氧化镓；

进行光刻显影工艺，部分区域暴露出氧化镓材料；

实施氮离子注入工艺，注入深度为氧化镓衬底至N型掺杂氧化镓的界面处，以形成器件隔离。

在进一步的实施方案中，形成氧化镓器件隔离的方法还包括：在氮离子注入工艺后，去除光刻胶。

在进一步的实施方案中，氮离子注入工艺包括控制氮离子浓度，进行多次不同能量的注入。

在进一步的实施方案中，氮离子浓度与N型掺杂氧化镓的掺杂浓度正相关。

在进一步的实施方案中，进行多次不同能量注入具体包括：多次离子注入的能量逐步提高，分别为30keV，160keV，360keV和480keV。

在进一步的实施方案中，N型掺杂氧化镓的厚度为150nm-300nm。