書籍：《炬豐科技-半導(dǎo)體工藝》

文章：離子注入 GaN

編號：JFSJ-21-038

作者：炬豐科技

概述

綜述了GaN離子束加工的現(xiàn)狀，討論了離子注入 GaN 的以下方面：(i) 損傷累積和非晶化，(ii) 在離子轟擊過程中優(yōu)先表面無序和氮損失，(iii) 非晶 GaN 的離子束誘導(dǎo)孔隙率由于材料解離，(iv) 高溫離子轟擊過程中的異常表面腐蝕，(v) 注入紊亂對機(jī)械性能的影響，(vi) 注入紊亂退火的當(dāng)前進(jìn)展，(vii) 電和光摻雜，以及(viii) 電氣隔離。重點(diǎn)介紹了當(dāng)前可能阻礙離子注入在 GaN 基器件制造中的成功應(yīng)用的問題。

關(guān)鍵詞：氮化鎵；離子注入；著床障礙; 退火

簡介

由于這種材料的非常重要的技術(shù)應(yīng)用，GaN 一直是廣泛研究的主題。GaN 的當(dāng)前應(yīng)用包括發(fā)光二極管 (LED)、激光二極管、紫外線檢測器以及微波功率和超高功率開關(guān)。在這種基于 GaN 的器件的制造中，離子轟擊對于幾個技術(shù)步驟來說是一種非常有吸引力的工具，例如電和光選擇性區(qū)域摻雜、干蝕刻、電隔離、量子阱混合和離子切割。

本次報(bào)告主要集中在對 GaN 中離子束工藝的理解方面取得的最新進(jìn)展，講述了暴露于離子轟擊的 GaN 的結(jié)構(gòu)特征，討論了離子注入 GaN 的機(jī)械性能，以及注入損傷退火的當(dāng)前進(jìn)展，光學(xué)和電氣特性和離子注入在 GaN 基電子器件制造中的應(yīng)用，并在最后總結(jié)了 GaN 離子束處理的當(dāng)前問題，這些問題可能會限制離子注入在 GaN 基電子器件制造中的應(yīng)用。

機(jī)械性能

人們對確定 GaN 的機(jī)械性能非常感興趣。事實(shí)上，控制 GaN 層接觸損壞、磨損和開裂的工藝研究具有重要的技術(shù)意義。此外，了解離子束改性 GaN 的變形行為不僅對 GaN 工業(yè)中的接觸損傷問題很重要，而且對于了解離子轟擊下 GaN 結(jié)構(gòu)特性的演變也是必要的。

半導(dǎo)體的機(jī)械性能通常通過 (i)?傳統(tǒng)的維氏顯微硬度測試，或 (ii) 通過連續(xù)深度感應(yīng)壓痕測試（通常稱為納米壓痕）來研究，這是一種更強(qiáng)大的技術(shù)。事實(shí)上，納米壓痕能夠提供一系列機(jī)械性能的信息，例如硬度和彈性性能及其隨壓頭穿透深度的連續(xù)變化。這些信息可以很容易地直接從力位移測量中獲得。此外，納米壓痕非常適合測量非常薄的薄膜的機(jī)械性能。眾所周知，如果基材比薄膜硬，當(dāng)壓頭的穿透深度小于薄膜厚度的 10% 時，基材的影響通?？梢院雎圆挥?jì)。

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