《炬丰科技-半导体工艺》GaN的晶体湿化学蚀刻

2021-7-7 10:24:07

1940 半导体工艺

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

文章：GaN的晶体湿化学蚀刻


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编号：JFSJ-21-0

作者：炬丰科技

网址：http://www.wetsemi.com/index.html

目前大多数 III 族氮化物的加工都是通过干式等离子体蚀刻完成的。干式蚀刻有几个缺点，包括产生离子诱导损伤并且难以获得激光所需的光滑蚀刻侧壁。通过干法蚀刻产生的侧壁的粗糙度约为 50 nm，尽管最近已经报道了具有低至 4±6 nm 的 rms 粗糙度的表面。湿法蚀刻也已被证明用于蚀刻氮化镓，蚀刻具有设备成本相对较低、表面损伤小等优点，但目前还没有找到生产光滑垂直侧壁的方法。还报道了 GaN 的解理面，其均方根粗糙度在蓝宝石衬底上生长的 GaN 的 16 nm 和尖晶石衬底上生长的 GaN 的 0.3 nm 之间变化。

虽然已经发现基于 KOH 的溶液可以蚀刻 AlN 和 InAlN，但之前没有发现能够蚀刻高质量 GaN 的酸或碱溶液。我们使用乙二醇代替水作为 KOH 和 NaOH 的溶剂，因此我们能够使用 90 到 180 °C 之间的温度。这些温度超过水的沸点，并且是远高于以前参考文献中使用的温度。通过这样做，我们开发了一种将晶体表面蚀刻成 III 族氮化物的两步工艺。通过在 H 中蚀刻形成具有对应于各种 GaN 晶面的刻蚀，采用160°C 以上、180°C 以上的熔融 KOH、135°C 以上溶于乙二醇的 KOH、180°C 溶于乙二醇的 NaOH。文章全部详情，请加V获取：hlknch / xzl1019

晶体蚀刻工艺中两个蚀刻步骤中的第一个用于确定蚀刻深度，它可以通过几种常见的加工方法进行。对于我们的第一步，我们使用了几种不同的处理方法，包括氯基等离子体中的反应离子蚀刻、KOH 溶液中的 PEC 蚀刻和切割。第二步是通过浸入能够在晶体学上蚀刻 GaN 的化学品中完成。这个蚀刻步骤可以产生光滑的晶体表面，并且可以通过改变第一步骤的方向、化学试剂和温度来选择特定的蚀刻平面。