引言
等離子體蝕刻是氮化鎵器件制造的一個必要步驟,然而,載體材料的選擇可能會實質上改變蝕刻特性。在小型單個芯片上制造氮化鎵(GaN)設備,通常會導致晶圓的成本上升。在本研究中,英思特通過鋁基和硅基載流子來研究蝕刻過程中蝕刻速率、選擇性、形貌和表面鈍化的影響。
實驗與討論
我們實驗中使用的晶片依次通過丙酮、甲醇和異丙醇進行超聲清洗5分鐘,然后在3:1硫酸和30%過氧化氫(食人魚)的自熱溶液中清洗15分鐘。采用二氧化硅作為硬掩模,在等離子體熱沉積系統中利用等離子體來增強化學氣相沉積(PECVD)。除了氮化鎵晶圓,裸硅晶圓也在相同的等離子體增強化學氣相沉積運行中被涂層,以創建具有相同二氧化硅層的硅見證體。
圖1:在(a) 25 W射頻功率和(b) 75 W射頻功率下使用硅基載流子時,腐蝕了在45°和90°下傾斜的氮化鎵柱的掃描電子顯微圖。
用硅基和鋁基蝕刻氮化鎵柱后的電鏡圖分別如圖1和圖2所示。芯片在25W和75W的射頻功率下進行了蝕刻。在兩種射頻功率下,蝕刻形態都受到載體材料選擇的強烈影響。硅(一種常用的載體晶片),與其他載體相比,對柱狀形態有顯著影響。值得注意的是,熔融二氧化硅、氮化鋁和鋁載體的掩模侵蝕最小,硅和碳化硅載流子的附帶載體蝕刻中的蝕刻產物,引起了二氧化硅掩模中蝕刻的增強。
圖2:在(a) 25 W射頻功率和(b) 75 W射頻功率下使用鋁基載體時,在45°和90°下傾斜的氮化鎵柱的掃描電鏡圖。
結論
英思特研究表明,藍寶石是最惰性的載體,可以最佳控制氮化鎵蝕刻條件,同時也可以產生最高的氮化鎵蝕刻率。由氮化鋁或鋁掩模釋放出的鋁,由于與二氧化硅掩模的表面反應增加了選擇性。我們發現鋁和二氧化硅的再生作用具有鈍化的潛力,并且后續還需要我們進一步探索。
江蘇英思特半導體科技有限公司主要從事濕法制程設備,晶圓清潔設備,RCA清洗機,KOH腐殖清洗機等設備的設計、生產和維護。
審核編輯黃宇
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