書籍：《炬豐科技-半導(dǎo)體工藝》

文章：InGaP 和 GaAs 濕蝕刻工藝

編號(hào)：JFKJ-21-010

作者：炬豐科技

關(guān)鍵詞： InGaP，濕法蝕刻，蝕刻速率

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? 我們展示了在 HC1:H3P04:H2O2 中晶格匹配的 InGaP 和 GaAs 的測(cè)量蝕刻速率，解決方案?H3P04 和 H202 含量可變??溶液中H3PO4的含量顯著影響蝕刻速率；相比之下，H2O2 的含量只有微弱的影響。HC1:H3P04:H2O2 (1:10:1) 蝕刻劑的老化沒有改變 InGaP 的蝕刻速率，而 GaAs 的蝕刻速率顯著下降。對(duì)于這個(gè)解決方案，我們測(cè)量了蝕刻速率的溫度依賴性。溫度從 20°C 增加到 44°C 導(dǎo)致蝕刻速率增加約 3 倍。在溶液中不存在 H 202 的情況下，可以實(shí)現(xiàn) InGaP 對(duì) GaAs 的高選擇性蝕刻。InGaP 的蝕刻速率隨 HCl:H3PO4 和 HCl:H2O 溶液中 HCl 的摩爾分?jǐn)?shù)而迅速變化。

1.?介紹

? InGaP 是一種寬帶隙化合物半導(dǎo)體，目前備受關(guān)注。偶爾會(huì)出現(xiàn)對(duì)其更廣泛應(yīng)用的懷疑預(yù)測(cè)，Cl-2升 然而，許多作者認(rèn)為這種材料在電子和光電器件的多種應(yīng)用中非常有前途，例如發(fā)光二極管、異質(zhì)雙極晶體管?和激光。

? InGaP/GaAs 異質(zhì)結(jié)構(gòu)的吸引力源于其能帶排列，價(jià)帶偏移 (AEv = 0.24 - 0.40 eV) 明顯大于導(dǎo)帶偏移 (Mc = 0.03 -0.22 eV)。這被認(rèn)為比 AlGaAs/GaAs 異質(zhì)系統(tǒng)的能帶結(jié)構(gòu)更有利。特別是，人們對(duì)在異質(zhì)結(jié)雙極晶體管中使用 InGaP 發(fā)射極感興趣，這可以避免 AlGaAs 中的氧化和深能級(jí)問題。

? 用于器件制造的關(guān)鍵技術(shù)操作之一是濕化學(xué)蝕刻。在我們之前的論文中，我們介紹了一組在 HC1:C H3COOH:H2O2（所謂的 KKI）溶液中濕法蝕刻 InGaP 和 GaAs 的結(jié)果。以前，發(fā)現(xiàn)這些蝕刻劑產(chǎn)生了令人滿意的效果。(？) 然而，這些解決方案的一個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)是它們會(huì)侵蝕金，金隨后可能會(huì)重新沉積在 MESA 結(jié)構(gòu)的斜面和蝕刻表面本身上。因此，非常需要尋找可能更適合器件制造的其他蝕刻劑。

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2.?蝕刻率研究???

? 在我們的研究中，我們使用通過低壓金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積在半絕緣、Cr 摻雜、(001) 取向的 GaAs 襯底上生長(zhǎng)的 InGaP 層。AsH3、PH3、TMGa（三甲基鎵）和TMin（三甲基銦）分別用作As、P、Ga 和In 的來源。氫氣用作載氣，反應(yīng)器中的總壓力為5kPa。外延層在 560°C 下制備，生長(zhǎng)速率為 0.6 μm/hr。層的厚度范圍從 0.36 到 0.70 μm。層的標(biāo)稱組成為 In0.485Gao.mP。

? 蝕刻前，樣品在沸騰的丙酮、三氯乙烯和甲醇中清洗，并用氮?dú)獯蹈?。最初，使用正性光刻膠 AZ 5214 (Hoechst) 掩蓋樣品的一部分。然后將樣品垂直浸入蝕刻劑中。在蝕刻過程中不施加攪拌。蝕刻時(shí)間根據(jù)可用蝕刻層的厚度，從 1 到 15 分鐘不等。去除的材料量決不允許超過總層厚的 95%。通過在流動(dòng)的蒸餾水中沖洗樣品約 1 分鐘來終止蝕刻，然后將掩模溶解在沸騰的丙酮中，最后用氮?dú)獯蹈蓸悠?.....

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3.?結(jié)論?????略

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