為了研究氮化鎵刻蝕傾角、選擇性和形貌與刻蝕參數(shù)之間的關(guān)系,對(duì)氮化鎵的干法刻蝕工藝進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)研究不同掩膜種類下的選擇比、刻蝕形貌,記錄了自偏壓,測(cè)量了刻蝕速率。通過(guò)改變包括氣體流量、不同氣體比例、射頻功率、溫度、自偏壓等干法刻蝕工藝參數(shù),研究了傾斜側(cè)壁氮化鎵的刻蝕工藝。結(jié)果表明,采用氯基氣體可以對(duì)氮化鎵材料進(jìn)行刻蝕,刻蝕側(cè)壁及底部形貌光滑;采用氧化硅做掩膜可以獲得垂直的側(cè)壁形貌;增大鈍化氣體比例可以獲得傾斜側(cè)壁的氮化鎵刻蝕形貌。

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【部分圖文】：

圖1ICP體刻蝕原理圖[13]

刻蝕參數(shù)見(jiàn)表1。表中:tPre指氣流穩(wěn)定吹掃時(shí)間;t是刻蝕時(shí)間;PICP是電感射頻功率;PRF指下電極偏置射頻功率;Temp為腔體溫度;UDC,BIAS為自偏壓;vER為刻蝕速率;選擇比指材料刻蝕速率與掩膜刻蝕速率的比值。使用直徑約5cm小圓片放在石英盤(pán)上刻蝕，刻蝕SiO2掩膜....

圖2SiO2掩膜刻蝕GaN的截面形貌

使用直徑約5cm小圓片放在石英盤(pán)上刻蝕，刻蝕SiO2掩膜厚度約480nm，刻蝕后的GaN截面SEM形貌如圖2所示。由圖2可知，刻蝕效果較好，刻蝕側(cè)壁較垂直。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，刻蝕速率約1μm/min，選擇比為1∶7.8。3PR掩膜刻蝕GaN

圖3PR掩膜刻蝕GaN的截面形貌

使用PR掩膜時(shí)，為了解決刻蝕時(shí)溫度過(guò)高，PR易碳化的問(wèn)題，需要盡可能地降低刻蝕的ICP功率，而增大RF功率，即增大物理刻蝕的效果。其刻蝕效果見(jiàn)圖3。由圖3可見(jiàn)，使用PR掩膜時(shí)，刻蝕側(cè)壁較垂直，但是隨著刻蝕ICP功率的增大，兩層光刻膠由于烘干時(shí)間不足，產(chǎn)生了分層，導(dǎo)致刻蝕有臺(tái)階。因....

圖4傾斜側(cè)壁GaN的刻蝕截面形貌

有時(shí)需要刻蝕的側(cè)壁有一定的傾斜度，其刻蝕工藝見(jiàn)表3。為了得到刻蝕效果為側(cè)壁較傾斜，需要增大BCl3的比例，減小直流BIAS偏壓，使BCl3的側(cè)壁保護(hù)效果得到加強(qiáng)，其效果見(jiàn)圖4。由圖4可知，使用該程序可以達(dá)到要求，但是在刻蝕的時(shí)候會(huì)降低刻蝕的速率及刻蝕的選擇比。

本文編號(hào)：3929600