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.     

金属有机化学气相沉积生长的GaN膜中V缺陷研究

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,在Si(111)衬底上外延生长不同厚度的GaN。外延层薄的GaN表面存在大量的V缺陷,并且V缺陷的两侧有相互平行的带状高坡;外延层厚的GaN表面没有V缺陷,表面平整且晶体质量高。位错处存在晶格畸变,杂质易于在此处聚集,达到一定浓度就会抑制晶体在此处生长而形成V缺陷。受位错附近应力场与气流的影响,V缺陷两侧出现带状高坡。生长时间延长,GaN表面的V缺陷就会被填满,带状高坡横向生长合并成为平整的表面。用m(KOH)∶m(H2O)=1∶10的KOH溶液腐蚀后,平整的表面出现六角腐蚀坑,密度与原生坑密度相近,认为是原生坑被填满的位置腐蚀后再次出现。     

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。     

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.     

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.     

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.     

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.     

Investigations on Electrode-Less Wet Etching of GaN Using Continuous Ultraviolet Illumination

Dry etching of GaN-based devices can introduce damage onto exposed layers of the semiconductor. In this paper, electrode-less wet etching of nominally undoped GaN is investigated in terms of light intensity, solution concentration, and mask geometry in order to determine the conditions required to obtain smooth surface morphologies. Using the results, surfaces were etched with a root-mean-squared (RMS) surface roughness of 1.7 nm. Furthermore, the etch selectivity is used to gain access to buried p-type layers allowing n-p diodes to be fabricated. Contact resistances to the exposed p-type layers were found to be superior to those obtained by dry etching.     

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。     

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。     

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.