書籍：《炬豐科技-半導(dǎo)體工藝》

文章：GaN的晶體濕化學(xué)蝕刻

編號(hào)：JFSJ-21-0

作者：炬豐科技

目前大多數(shù) III 族氮化物的加工都是通過干式等離子體蝕刻完成的。 干式蝕刻有幾個(gè)缺點(diǎn)，包括產(chǎn)生離子誘導(dǎo)損傷?并且難以獲得激光所需的光滑蝕刻側(cè)壁。通過干法蝕刻產(chǎn)生的側(cè)壁的粗糙度約為 50 nm，盡管最近已經(jīng)報(bào)道了具有低至 4±6 nm 的 rms 粗糙度的表面。濕法蝕刻也已被證明用于蝕刻氮化鎵，蝕刻具有設(shè)備成本相對較低、表面損傷小等優(yōu)點(diǎn)，但目前還沒有找到生產(chǎn)光滑垂直側(cè)壁的方法。還報(bào)道了 GaN 的解理面，其均方根粗糙度在藍(lán)寶石襯底上生長的 GaN 的 16 nm 和尖晶石襯底上生長的 GaN 的 0.3 nm 之間變化。

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雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)基于 KOH 的溶液可以蝕刻 AlN 和 InAlN，但之前沒有發(fā)現(xiàn)能夠蝕刻高質(zhì)量 GaN 的酸或堿溶液。我們使用乙二醇代替水作為 KOH 和 NaOH 的溶劑，因此我們能夠使用 90 到 180 °C 之間的溫度。這些溫度超過水的沸點(diǎn)，并且是遠(yuǎn)高于以前參考文獻(xiàn)中使用的溫度。通過這樣做，我們開發(fā)了一種將晶體表面蝕刻成 III 族氮化物的兩步工藝。通過在 H 中蝕刻形成具有對應(yīng)于各種 GaN 晶面的刻蝕 ，采用160°C 以上、180°C 以上的熔融 KOH、135°C 以上溶于乙二醇的 KOH、180°C 溶于乙二醇的 NaOH。

晶體蝕刻工藝中兩個(gè)蝕刻步驟中的第一個(gè)用于確定蝕刻深度，它可以通過幾種常見的加工方法進(jìn)行。對于我們的第一步，我們使用了幾種不同的處理方法，包括氯基等離子體中的反應(yīng)離子蝕刻、KOH 溶液中的 PEC 蝕刻和切割。第二步是通過浸入能夠在晶體學(xué)上蝕刻 GaN 的化學(xué)品中完成。這個(gè)蝕刻步驟可以產(chǎn)生光滑的晶體表面，并且可以通過改變第一步驟的方向、化學(xué)試劑和溫度來選擇特定的蝕刻平面。

GaN晶體的濕化學(xué)蝕刻是一個(gè)非常重要的工藝。清洗效果的好壞極大地影響了芯片的特性。性能可靠、功能齊全、自動(dòng)化程度高的清洗設(shè)備是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量清洗效果的保證。 南通華林科納半導(dǎo)體設(shè)備有限公司設(shè)備有限公司已成功應(yīng)用于眾多用戶的生產(chǎn)線，并滿足了用戶的要求。

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