《炬丰科技-半导体工艺》离子注入 GaN

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

文章：离子注入 GaN

编号：JFSJ-21-038

作者：炬丰科技

概述

综述了GaN离子束加工的现状，讨论了离子注入 GaN 的以下方面：(i) 损伤累积和非晶化，(ii) 在离子轰击过程中优先表面无序和氮损失，(iii) 非晶 GaN 的离子束诱导孔隙率由于材料解离，(iv) 高温离子轰击过程中的异常表面腐蚀，(v) 注入紊乱对机械性能的影响，(vi) 注入紊乱退火的当前进展，(vii) 电和光掺杂，以及(viii) 电气隔离。重点介绍了当前可能阻碍离子注入在 GaN 基器件制造中的成功应用的问题。

关键词：氮化镓；离子注入；着床障碍; 退火

简介

由于这种材料的非常重要的技术应用，GaN 一直是广泛研究的主题。GaN 的当前应用包括发光二极管 (LED)、激光二极管、紫外线检测器以及微波功率和超高功率开关。在这种基于 GaN 的器件的制造中，离子轰击对于几个技术步骤来说是一种非常有吸引力的工具，例如电和光选择性区域掺杂、干蚀刻、电隔离、量子阱混合和离子切割。

本次报告主要集中在对 GaN 中离子束工艺的理解方面取得的最新进展，讲述了暴露于离子轰击的 GaN 的结构特征，讨论了离子注入 GaN 的机械性能，以及注入损伤退火的当前进展，光学和电气特性和离子注入在 GaN 基电子器件制造中的应用，并在最后总结了 GaN 离子束处理的当前问题，这些问题可能会限制离子注入在 GaN 基电子器件制造中的应用。

机械性能

人们对确定 GaN 的机械性能非常感兴趣。事实上，控制 GaN 层接触损坏、磨损和开裂的工艺研究具有重要的技术意义。此外，了解离子束改性 GaN 的变形行为不仅对 GaN 工业中的接触损伤问题很重要，而且对于了解离子轰击下 GaN 结构特性的演变也是必要的。

半导体的机械性能通常通过 (i) 传统的维氏显微硬度测试，或 (ii) 通过连续深度感应压痕测试（通常称为纳米压痕）来研究，这是一种更强大的技术。事实上，纳米压痕能够提供一系列机械性能的信息，例如硬度和弹性性能及其随压头穿透深度的连续变化。这些信息可以很容易地直接从力位移测量中获得。此外，纳米压痕非常适合测量非常薄的薄膜的机械性能。众所周知，如果基材比薄膜硬，当压头的穿透深度小于薄膜厚度的 10% 时，基材的影响通常可以忽略不计。

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