湿法化学腐蚀在GaN基材料中的应用

文中计算了AlGaN材料在不同温度KOH水溶液中的湿法腐蚀速率，并研究了湿法化学腐蚀GaN基材料对消除干法刻蚀所引入损伤的作用。为了对比湿法化学腐蚀消除干法刻蚀损伤的效果，分别利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和俄歇电子能谱(AES)对比Ar+干法刻蚀后经湿法化学腐蚀处理和未经处理的表面形貌及组分，并制作了单元可见盲器件，测试其反向漏电流，发现在干法刻蚀后引入湿法化学腐蚀工艺可使器件的反向漏电流得到较大程度的减小。     

Si基外延GaN中位错的光助湿法化学显示

采用1000W卤钨灯作为光源,对GaN外延膜在KOH溶液中进行化学腐蚀,以显示晶体位错.采用扫描电子显微镜、原子力显微镜观察位错密度及表面形貌,得到了清晰的腐蚀图形.提出了腐蚀机理,光照激发位错处产生电子-空穴对,加速位错处的腐蚀速率.GaN表面出现了大量的六角腐蚀坑(位错露头).优化了KOH溶液的腐蚀条件.     

GaN材料湿法刻蚀的研究与进展

回顾了近年来GaN材料湿法刻蚀的研究进展,着重探讨了GaN材料光辅助化学湿法刻蚀的机理、p-GaN材料湿法刻蚀的难点以及湿法刻蚀在GaN材料研究中的应用。     

Si基外延GaN中位错的光助湿法化学显示

采用1000W卤钨灯作为光源,对GaN外延膜在KOH溶液中进行化学腐蚀,以显示晶体位错.采用扫描电子显微镜、原子力显微镜观察位错密度及表面形貌,得到了清晰的腐蚀图形.提出了腐蚀机理,光照激发位错处产生电子-空穴对,加速位错处的腐蚀速率.GaN表面出现了大量的六角腐蚀坑(位错露头).优化了KOH溶液的腐蚀条件.     

湿法化学腐蚀法估算GaN外延层中位错密度

研究了采用熔融NaOH对MOCVD生长的GaN外延层的湿法腐蚀结果,结合原子力显微镜表征其腐蚀坑形貌及腐蚀坑密度,得出了优化的腐蚀条件.通过与熔融KOH腐蚀结果对比分析发现,熔融NaOH腐蚀速率平缓,表面更平整,腐蚀坑更规则且密度更大.结合两种腐蚀结果,可以初步得出,熔融NaOH对GaN中刃型分量位错敏感,而熔融KOH对螺型分量位错更敏感,两种腐蚀剂相结合能够更完整地揭示GaN内部位错.     

氮化镓干法刻蚀研究进展

对比了RIE,ECR,ICP等几种GaN干法刻蚀方法的特点.回顾了GaN干法刻蚀领域的研究进展.以ICP刻蚀GaN和AlGaN材料为例,通过工艺参数的优化,得到了高刻蚀速率和理想的选择比及形貌.在优化后的刻蚀工艺条件下GaN材料刻蚀速率达到340nm/min,侧墙倾斜度大于80°且刻蚀表面均方根粗糙度小于3nm.对引起干法刻蚀损伤的因素进行了讨论,并介绍了几种减小刻蚀损伤的方法.     

掺杂GaN的湿法刻蚀研究

对掺杂GaN的湿法刻蚀研究进行了总结,回顾了不同的湿法刻蚀技术,包括传统的酸碱化学刻蚀和电化学刻蚀。从掺杂GaN的生长过程、表面化学组分和光电性质出发,深入地分析了湿法刻蚀的特性,对比了不同刻蚀方法的原理和效果。考虑到p-GaN的表面氧化层比较厚,接触电阻较大,能带向下弯曲不能进行光增强湿法刻蚀,重点阐述了p-GaN的传统湿法刻蚀和n-GaN的紫外光增强湿法刻蚀技术。与传统化学刻蚀相比,光增强湿法刻蚀具有更为广阔的前景。结合GaN基半导体器件的制作,对湿法刻蚀的主要应用进行了较为详细的归纳。目前,湿法刻蚀和干法刻蚀可以有效结合。将来湿法刻蚀有希望代替干法刻蚀。     

湿法化学腐蚀在GaN基材料中的应用

文中计算了AlGaN材料在不同温度KOH水溶液中的湿法腐蚀速率，并研究了湿法化学腐蚀GaN基材料对消除干法刻蚀所引入损伤的作用。为了对比湿法化学腐蚀消除干法刻蚀损伤的效果，分别利用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和俄歇电子能谱（AES）对比Ar^＋干法刻蚀后经湿法化学腐蚀处理和未经处理的表面形貌及组分，并制作了单元可见盲器件，测试其反向漏电流，发现在干法刻蚀后引入湿法化学腐蚀工艺可使器件的反向漏电流得到较大程度的减小。     

湿法腐蚀和干法刻蚀工艺对850 nmVCSEL高速调制性能的影响

垂直腔面发射激光器(VCSEL)以其低功耗、低阈值电流、高调制速率和易制作二维阵列器件等特点,广泛应用于短距离光互连领域.湿法腐蚀和干法刻蚀作为高速VCSEL台面结构制备的两种工艺,影响VCSEL氧化层的大小.文章研究了氧化层面积对寄生电容的影响,并计算得到7 μm氧化孔径下采用干法刻蚀工艺的垂直腔面发射激光器,相比较湿法腐蚀工艺,氧化层电容由902.23 fF减小至581.32 fF,谐振腔电容由320.72 fF减小至206.65 fF.通过对采用湿法腐蚀和干法刻蚀工艺制备的GaAs量子阱结构高速VCSEL进行小信号调制响应测试,结果表明,7μm氧化孔径下干法刻蚀VCSEL小信号调制带宽提高至16.1 GHz.     

锑化铟的腐蚀特性研究

研究了不同的腐蚀液对InSb表面及台面腐蚀特性,利用金相显微镜和轮廓仪对样品表面形貌和制作精度进行了表征.通过大量的实验对比,得到一种对InSb有很好腐蚀特性的腐蚀液,腐蚀速度易于控制,晶片腐蚀后的表面比较光滑、均匀;对台面的钻蚀小,提高了台面的制作精度及器件的性能,解决了现有工艺中的难题.     

GaN/GaAs(001)外延薄膜的湿法腐蚀特性

对在GaAs (001) 衬底上用金属有机物气相外延(MOVPE)方法生长的GaN薄膜的湿法腐蚀特性进行了研究.所用腐蚀液包括HCl、H3PO4、KOH水溶液以及熔融KOH,腐蚀温度为90～300℃.实验发现不同的腐蚀液在样品表面腐蚀出不同形状的腐蚀坑.KOH溶液腐蚀出长方形的坑,长边平行于(111)A面,表明沿相互垂直的〈110〉晶向的腐蚀特性不同.用不同晶面相对反应性的差别定性解释了腐蚀的这种非对称性.此外,还发现KOH水溶液更有可能用于显示立方相GaN外延层中的层错.     

GaN/GaAs(001)外延薄膜的湿法腐蚀特性

对在GaAs (001) 衬底上用金属有机物气相外延(MOVPE)方法生长的GaN薄膜的湿法腐蚀特性进行了研究.所用腐蚀液包括HCl、H3PO4、KOH水溶液以及熔融KOH,腐蚀温度为90～300℃.实验发现不同的腐蚀液在样品表面腐蚀出不同形状的腐蚀坑.KOH溶液腐蚀出长方形的坑,长边平行于(111)A面,表明沿相互垂直的〈110〉晶向的腐蚀特性不同.用不同晶面相对反应性的差别定性解释了腐蚀的这种非对称性.此外,还发现KOH水溶液更有可能用于显示立方相GaN外延层中的层错.     

GaN p-i-n紫外探测器的研制

研制了一种GaN p-i-n型单元器件,详细地讨论了该器件的制备工艺,并对该器件进行了光电性能测试.测试结果表明,器件的正向开启电压在2 V左右,零偏动态电阻R0约为1010～1011 Ω,最大峰值响应率在365 nm处为0.18～0.21 A/W,器件的上升响应时间和下降时间分别为2.8和13.4 ns.     

MEMS工艺中TMAH湿法刻蚀的研究

TMAH具有刻硅速率高、晶向选择性好、低毒性和对CMOS工艺的兼容性好等优点，而成为MEMS工艺中常用的刻蚀剂。但TMAH在刻蚀过程中合形成表面小丘，影响表面光滑性。文章重点研究了MEMS工艺中的TMAH湿法刻蚀获得光滑刻蚀表面的工艺。实验结果表明，要获得理想的刻蚀效果，刻蚀液配方和刻蚀条件的选择是非常重要的因素，实验中也得到了一些与其它报道不同的数据。     

半导体激光诱导液相腐蚀精度的提高方法

从半导体激光诱导液相腐蚀的工艺原理出发,对影响刻蚀精度的主要因素进行了分析研究,从刻蚀图像分辨率、侧壁垂直度及底面平坦度、表面均匀化三个方面提出了改善刻蚀精度的方法。     

GaN/GaAs(001)与GaN/Al2O3(0001)外延层光辅助湿法腐蚀行为的比较

研究了用金属有机物气相外延(MOVPE)方法在GaAs(001)衬底上生长的立方相GaN(c-GaN)外延层的光辅助湿法腐蚀特性,并和生长在蓝宝石(0001)衬底上的六方相GaN(h-GaN) 外延层的光辅助湿法腐蚀特性进行了比较.实验发现c-GaN膜的暗态电流和光电流的变化不同于h-GaN膜的腐蚀电流的变化规律.对引起上述差异的原因进行了简单的讨论.     

ST-石英的湿法腐蚀工艺研究

对影响ST-切向石英表面湿法腐蚀质量的因素进行了试验研究,并对结果进行了详细分析。试验基片材料为双面抛光的ST-切向石英晶体,掩蔽膜材料为Cr/Au双层金属膜,腐蚀液为HF和NH4F的混合溶液;主要研究了基片清洗、腐蚀液成分配比及腐蚀温度等工艺参数对基片表面腐蚀质量的影响,并通过选择最佳的试验参数,以约0.7μm/min的适中腐蚀速率加工出了满足要求的晶体表面。     

Wet Etching of (0001) GaN/Al2O3 grown by MOVPE

H₃PO₄, NaOH, and KOH solutions are found to be useful for removing nitrogen depleted layers or damage induced by high temperature annealing or dry etching of metalorganic chemical vapor deposition-grown (0001)GaN/Al₂O₃. Solutions are selective to the (0001)plane of GaN. However, certain flat planes etched without etch pits are exposed by wet etching.     

Cr掩模在硅湿法刻蚀中的应用研究

针对硅湿法刻蚀中常见的SiO2、Si3N4掩模的缺点,提出了以Cr薄膜层为刻蚀掩模的新方法,并进行了相应的试验.试验结果表明,Cr掩模湿法刻蚀技术可用于硅半导体器件的制作.此项工艺为硅湿法刻蚀加工提供了一条新的技术途径.     

Pyrex玻璃的湿法刻蚀研究

对Pyrex 7740玻璃的湿法刻蚀工艺进行了研究。实验中采用了几种不同的材料(光刻胶、Cr／Au、TiW／Au)作为刻蚀玻璃的掩膜，通过实验发现TiW／Au掩膜相对目前比较常用的Cr／Au掩膜有很多优点，如减少了玻璃的横向腐蚀，增加了深宽比，刻蚀图形边缘更加平滑等。还研究了腐蚀液成分配比对刻蚀结果的影响，发现刻蚀速率随HF浓度的增加而增加，且在HF浓度一定时，加入少量HNO3可以明显提高刻蚀速率。本文的实验结果对一些MEMS器件特别是微流体器件的制作有一定参考作用。