书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

文章：InGaP 和 GaAs 湿蚀刻工艺

编号：JFKJ-21-010

作者：炬丰科技

关键词： InGaP，湿法蚀刻，蚀刻速率

  我们展示了在 HC1:H3P04:H2O2 中晶格匹配的 InGaP 和 GaAs 的测量蚀刻速率，解决方案 H3P04 和 H202 含量可变• 溶液中H3PO4的含量显着影响蚀刻速率；相比之下，H2O2 的含量只有微弱的影响。HC1:H3P04:H2O2 (1:10:1) 蚀刻剂的老化没有改变 InGaP 的蚀刻速率，而 GaAs 的蚀刻速率显着下降。对于这个解决方案，我们测量了蚀刻速率的温度依赖性。温度从 20°C 增加到 44°C 导致蚀刻速率增加约 3 倍。在溶液中不存在 H 202 的情况下，可以实现 InGaP 对 GaAs 的高选择性蚀刻。InGaP 的蚀刻速率随 HCl:H3PO4 和 HCl:H2O 溶液中 HCl 的摩尔分数而迅速变化。

1. 介绍

  InGaP 是一种宽带隙化合物半导体，目前备受关注。偶尔会出现对其更广泛应用的怀疑预测，Cl-2升 然而，许多作者认为这种材料在电子和光电器件的多种应用中非常有前途，例如发光二极管、异质双极晶体管 和激光。

  InGaP/GaAs 异质结构的吸引力源于其能带排列，价带偏移 (AEv = 0.24 - 0.40 eV) 明显大于导带偏移 (Mc = 0.03 -0.22 eV)。这被认为比 AlGaAs/GaAs 异质系统的能带结构更有利。特别是，人们对在异质结双极晶体管中使用 InGaP 发射极感兴趣，这可以避免 AlGaAs 中的氧化和深能级问题。

  用于器件制造的关键技术操作之一是湿化学蚀刻。在我们之前的论文中，我们介绍了一组在 HC1:C H3COOH:H2O2（所谓的 KKI）溶液中湿法蚀刻 InGaP 和 GaAs 的结果。以前，发现这些蚀刻剂产生了令人满意的效果。(？) 然而，这些解决方案的一个严重缺点是它们会侵蚀金，金随后可能会重新沉积在 MESA 结构的斜面和蚀刻表面本身上。因此，非常需要寻找可能更适合器件制造的其他蚀刻剂。

2. 蚀刻率研究   

  在我们的研究中，我们使用通过低压金属有机化学气相沉积在半绝缘、Cr 掺杂、(001) 取向的 GaAs 衬底上生长的 InGaP 层。AsH3、PH3、TMGa（三甲基镓）和TMin（三甲基铟）分别用作As、P、Ga 和In 的来源。氢气用作载气，反应器中的总压力为5kPa。外延层在 560°C 下制备，生长速率为 0.6 µm/hr。层的厚度范围从 0.36 到 0.70 µm。层的标称组成为 In0.485Gao.mP。

  蚀刻前，样品在沸腾的丙酮、三氯乙烯和甲醇中清洗，并用氮气吹干。最初，使用正性光刻胶 AZ 5214 (Hoechst) 掩盖样品的一部分。然后将样品垂直浸入蚀刻剂中。在蚀刻过程中不施加搅拌。蚀刻时间根据可用蚀刻层的厚度，从 1 到 15 分钟不等。去除的材料量决不允许超过总层厚的 95%。通过在流动的蒸馏水中冲洗样品约 1 分钟来终止蚀刻，然后将掩模溶解在沸腾的丙酮中，最后用氮气吹干样品......

3. 结论     略

如有侵权，请联系作者删除