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摘要
? ? ? 綜述并比較了幾種氮化鎵刻蝕技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)選用氮化鎵二元刻蝕技術(shù),用德克輪廓儀和原子力顯微鏡測(cè)量刻蝕后的氮化鎵輪廓。二元刻蝕技術(shù)采用了本征氮化鎵、n型氮化鎵和p型氮化鎵三種氮化鎵薄膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在室溫和較高溫度下,二元刻蝕都可以用于氮化鎵濕法刻蝕,具有良好的控制和精度。
介紹
? ????氮化鎵作為一種寬帶隙的ⅲ-ⅴ族化合物半導(dǎo)體,近年來(lái)得到了廣泛的研究。高性能的氮化鎵HFET和金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管已經(jīng)被證]。氮化鎵加工技術(shù)是實(shí)現(xiàn)氮化鎵基器件良好性能的關(guān)鍵。已經(jīng)嘗試了許多氮化鎵蝕刻方法。大多數(shù)氮化鎵蝕刻是通過(guò)等離子體蝕刻完成的,其缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生離子誘導(dǎo)損傷,難以獲得光滑的蝕刻側(cè)壁。
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實(shí)驗(yàn)和結(jié)果
? ? ??回顧了幾種蝕刻技術(shù),蝕刻速率和表面粗糙度總結(jié)在圖1、圖2和表1中。
圖1.幾種蝕刻技術(shù)的蝕刻速率
圖2.使用幾種蝕刻技術(shù)蝕刻后的氮化鎵表面粗糙度
在實(shí)驗(yàn)中,選擇PEC二元GaN刻蝕方法的原因如下:二元蝕刻能夠?qū)崿F(xiàn)更好的控制和精度。它不需要復(fù)雜的設(shè)備??梢栽谑覝睾透叩臏囟认逻M(jìn)行。不需要任何電極和不需要外部刺激。
蝕刻過(guò)程按以下循環(huán)進(jìn)行:1)浸泡在5% K2S2O8溶液中30秒;2)用去離子水沖洗30秒;3)在10%氫氧化鉀中浸泡30秒;4)在去離子水中洗滌30秒;5)重復(fù)上述步驟50個(gè)循環(huán)。6)用氮?dú)獯蹈伞?/span>
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結(jié)論
分別在室溫和高溫下對(duì)藍(lán)寶石上的本征氮化鎵、氮摻雜氮化鎵和磷摻雜氮化鎵薄膜進(jìn)行了K2S2O 8/氫氧化鉀二元刻蝕。蝕刻速率-溫度關(guān)系符合阿倫尼烏斯定律。蝕刻速率相對(duì)較低,但可以高精度控制表面粗糙度。二元蝕刻需要深入的研究,但是本研究中顯示的室溫實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了GaN表面粗糙度控制的非常有希望的結(jié)果。
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