《炬丰科技-半导体工艺》不同氮化镓蚀刻技术的比较
书籍：《炬丰科技-半导体工艺》
文章：不同氮化镓蚀刻技术的比较
编号：JFKJ-21-634
作者：炬丰科技
关键词:氮化镓，氮化物，二元蚀刻，轮廓仪，原子力显微镜
摘要
综述并系统性总结了几种不同类型的氮化镓刻蚀技术的特点及其适用性。本次研究采用二元体系的碳棒作为研究对象，并利用德克轮廓仪与原子力显微镜对制备后的样品表面形貌进行了精确测定。通过引入本征态、n-型与p-型掺杂态的碳棒材料组合，在不同温度条件下均获得了令人满意的性能表现
介绍
以一种独特的半导体材料——氮化镓（GaN），作为一类具有独特性质的 III-IV族化合物，在现代电子技术领域正逐渐成为关注焦点并受到广泛关注。基于这一新型材料开发出一系列先进型态器件，在过去几年里取得了显著进展。其加工技术直接关系到器件性能质量以及可靠性的高低。目前已有多种工艺路线被探索和应用，在这些方法中等离子体法具有良好的表面特性但易受损伤；此方法在大规模制造中面临挑战。
实验和结果
回顾了几种蚀刻技术，蚀刻速率和表面粗糙度总结在图1、图2和表1中。
在实验中，选择PEC二元GaN刻蚀方法的原因如下：该方法具备较高的控制能力和精确度。其无需复杂设备支持。可以在较低温度及更高温度环境下运行。无需任何电极或外部刺激。
蚀刻过程遵循如下循环步骤执行：首先，在5% K2S2O8溶液中浸泡样品30秒；随后以蒸馏水洗净样品30秒；接着置于10% KOH溶液中浸渍样品约30秒；随后以清水清洗样品同样的时长；上述操作重复执行共50次；最后对样品进行干燥处理。
结论
在不同温度条件下对蓝宝石上制备了三种氮化镓薄膜（包括本征氮化伽asic GaN、N掺杂氮化伽asic GaN和P掺杂氮化伽asic GaN），这些薄膜被均匀地用K_2S_2O_8/氢氧化钾溶液进行双相腐蚀处理。双相腐蚀过程中腐蚀速率与温度之间的关系遵循阿伦尼乌斯定律；该腐蚀速率偏低但能够精确调控表面对应的粗糙度；进一步研究双相腐蚀技术的必要性；然而，在本研究中获得的关键结论表明GaN表面形貌可控性具有很好的前景