CN114373684A - 一种Ga2O3材料的图案化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Ga2O3材料的图案化方法，该图案化方法包括：在Ga2O3材料层上设置图案化掩膜层，以形成所述Ga2O3材料层的刻蚀区域；向所述刻蚀区域通入镓蒸汽，以对所述刻蚀区域进行刻蚀。与现有技术相比，本发明的图案化方法不存在任何等离子体轰击造成的损伤，而且还避免了晶格结构损伤，有效地降低了界面态密度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种Ga2O3材料的图案化方法。
背景技术
Ga2O3是一种超宽禁带半导体材料，采用Ga2O3来制作的半导体器件具有较强的耐压能力。目前对于Ga2O3材料的图案化方法通常采用等离子体刻蚀，但是在等离子体刻蚀过程中造成的刻蚀损伤会形成严重的界面态，从而影响了电子器件的电学性能和可靠性。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种Ga2O3材料的图案化方法，该图案化方法包括：
在Ga2O3材料层上设置图案化掩膜层，以形成所述Ga2O3材料层的刻蚀区域；
向所述刻蚀区域通入镓蒸汽，以对所述刻蚀区域进行刻蚀。
优选地，向所述刻蚀区域通入镓蒸汽的方法包括：
将设置有所述图案化掩膜层的所述Ga2O3材料层置于气相工艺设备内；
利用所述气相工艺设备的气相蒸发功能，将镓源材料转化为镓蒸汽，使所述镓蒸汽与所述刻蚀区域进行接触。
优选地，所述气相工艺设备为MOCVD设备、CVD设备、MBE设备、真空镀膜设备之一。
优选地，所述镓源材料为三甲基镓、三乙基镓、金属镓之一。
优选地，所述Ga2O3材料层由β-Ga2O3来制成。
优选地，所述刻蚀环境温度为400℃～500℃。
优选地，所述镓蒸汽的通入流量为40sccm～100sccm。
本发明利用了Ga原子和Ga2O3反应生成气态的低价态氧化物产物的反应原理实现了对Ga2O3材料的图案化刻蚀，利用本发明的图案化方法来对Ga2O3材料进行图案化时，气态低价态氧化物产物随着载气被排除，新暴露出的Ga2O3会不断和Ga原子继续发生反应，从而产生了刻蚀效果。
与现有技术相比，本发明的图案化方法不存在任何等离子体轰击造成的损伤，而且还避免了晶格结构损伤，有效地降低了界面态密度。此外，刻蚀区域的表面上不会产生附产物，也没有引入其他元素，避免了其他材料的污染。
附图说明
图1是本发明实施例的Ga2O3材料的图案化方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
针对背景技术中提到的现有技术问题，本发明提供了如下具体实施方式。
如图1所示，本实施例提供了一种Ga2O3材料的图案化方法，该图案化方法包括：
步骤1、在Ga2O3材料层上设置图案化掩膜层，以形成所述Ga2O3材料层的刻蚀区域，其中，所述Ga2O3材料层由β-Ga2O3来制成。
步骤2、向所述刻蚀区域通入镓蒸汽，以对所述刻蚀区域进行刻蚀，其中，所述镓蒸汽的通入流量为40sccm～100sccm。
本实施例中镓蒸汽刻蚀所述刻蚀区域的反应式为：
4Ga(g)+Ga2O3(s)→3Ga2O(g)；
或者是Ga(g)+Ga2O3(s)→3GaO(g)。
本实施例用了Ga原子和Ga2O3反应生成气态的低价态氧化物产物的反应原理实现了对Ga2O3材料的图案化刻蚀，利用实施例的图案化方法来对Ga2O3材料进行图案化时，气态低价态氧化物产物随着载气被排除，新暴露出的Ga2O3会不断和Ga原子继续发生反应，从而产生了刻蚀效果。
具体地，在步骤2中向所述刻蚀区域通入镓蒸汽的方法包括：
步骤21、将设置有所述图案化掩膜层的所述Ga2O3材料层置于气相工艺设备内，其中，所述气相工艺设备内部的温度应当在400℃～500℃之间。
步骤22、利用所述气相工艺设备的气相蒸发功能，将镓源材料转化为镓蒸汽，使所述镓蒸汽与所述刻蚀区域进行接触。
优选地，步骤21的所述气相工艺设备为MOCVD设备、CVD设备、MBE设备、真空镀膜设备之一，但不限于此。凡是能够将镓源材料转化为镓蒸汽的设备都能适用在本步骤中。
具体地，步骤22的所述镓源材料为三甲基镓、三乙基镓、金属镓之一。尤其是当采用MOCVD设备或CVD设备时，采用三甲基镓或三乙基镓作为镓源材料；当采用MBE设备或真空镀膜设备时，采用金属镓作为镓源材料。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种Ga2O3材料的图案化方法，其特征在于，所述图案化方法包括：
在Ga2O3材料层上设置图案化掩膜层，以形成所述Ga2O3材料层的刻蚀区域；
向所述刻蚀区域通入镓蒸汽，以对所述刻蚀区域进行刻蚀。
2.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，向所述刻蚀区域通入镓蒸汽的方法包括：
将设置有所述图案化掩膜层的所述Ga2O3材料层置于气相工艺设备内；
利用所述气相工艺设备的气相蒸发功能，将镓源材料转化为镓蒸汽，使所述镓蒸汽与所述刻蚀区域进行接触。
3.根据权利要求2所述的图案化方法，其特征在于，所述气相工艺设备为MOCVD设备、CVD设备、MBE设备、真空镀膜设备之一。
4.根据权利要求2所述的图案化方法，其特征在于，所述镓源材料为三甲基镓、三乙基镓、金属镓之一。
5.根据权利要求1至4任一所述的图案化方法，其特征在于，所述Ga2O3材料层由β-Ga2O3来制成。
6.根据权利要求5所述的图案化方法，其特征在于，所述刻蚀环境温度为400℃～500℃。
7.根据权利要求6所述的图案化方法，其特征在于，所述镓蒸汽的通入流量为40sccm～100sccm。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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