[发明专利]一种半导体器件超临界处理方法

说明书

本发明提供一种半导体器件超临界处理方法，通过提供一半导体器件以及第二物质，第二物质为含碳元素以及氢元素的化合物；获取超临界态的第二物质；通过超临界态的第二物质对半导体结构进行晶体缺陷修复。可见，利用超临界态的第二物质具有的渗透性与流动性，通过超临界态的第二物质进入半导体结构中，第二物质或第二物质的元素与半导体结构中晶体缺陷产生的悬挂键键合，起到对晶体缺陷的修复作用，降低晶体缺陷对半导体器件性能的影响。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种半导体器件超临界处理方法。

背景技术

以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的第三代宽禁带半导体材料因为具有电子饱和速率高、击穿电压高、介电常数低等优点，在航空航天、半导体照明、新能源汽车、射频微波、智能电网等领域应用前景广阔，具有不可替代的重要价值，是提升国家新一代信息技术核心竞争力的关键因素之一。

目前大部分GaN基器件都是在异质衬底(比如硅、碳化硅、蓝宝石等)上制备的。GaN外延层与衬底之间的晶格失配及热失配等问题会导致异质外延制备的外延层产生晶格扭曲而形成较高的位错密度、镶嵌晶体结构、双轴应力及晶圆翘曲等问题，严重影响了GaN基器件的性能和使用寿命。所以，目前的GaN基器件性能远远低于理论值。

上述晶体缺陷导致半导体器件性能下降的问题并不局限于GaN基器件。因此如何修复包括位错缺陷在内的多种晶体缺陷，成为提高半导体器件性能的意一项手段。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有半导体器件中的晶体缺陷导致器件性能下降的问题。

根据第一方面，一种实施例中提供一种半导体器件超临界处理方法，包括：

提供一半导体器件、第一物质以及第二物质，第二物质为含碳元素以及氢元素的化合物；

对第一物质进行超临界化处理，获取超临界态的第一物质，其中，处理温度T为T1≤T，处理压力P为P1≤P，T1为第一物质的临界温度，P1为第一物质的临界压力；

通过超临界态的第一物质对第二物质进行处理，以得到超临界态的第二物质；

通过超临界态的第二物质对半导体器件的半导体结构进行晶体缺陷修复。

根据第二方面，一种实施例中提供一种半导体器件超临界处理方法，包括：

提供一半导体器件以及第二物质，第二物质为含碳元素以及氢元素的化合物；

获取超临界态的第二物质；

通过超临界态的第二物质对半导体器件的半导体结构进行晶体缺陷修复。

依据上述实施例的半导体器件超临界处理方法，通过提供一半导体器件以及第二物质，第二物质为含碳元素以及氢元素的化合物；获取超临界态的第二物质；通过超临界态的第二物质对半导体结构进行晶体缺陷修复。可见，利用超临界态的第二物质具有的渗透性与流动性，通过超临界态的第二物质进入半导体结构中，第二物质或第二物质的元素与半导体结构中晶体缺陷产生的悬挂键键合，起到对晶体缺陷的修复作用，降低晶体缺陷对半导体器件性能的影响。

附图说明

图1为一种实施例提供的一种半导体器件超临界处理方法的流程示意图；

图2为另一种实施例提供的一种半导体器件超临界处理方法的流程示意图；

图3为一种实施例提供的一种半导体器件超临界处理设备的结构示意图；

图4a至图4f为氮化镓高电子迁移率晶体管处理前后的电学特性对比示意图；

图5a与图5b为氮化镓高电子迁移率晶体管处理前后的透射电子显微镜分析对比图。