光輔助化學蝕刻製程使用於氮化鎵材料的研究

Abstract

這實驗主要研究光輔助化學蝕刻對氮化鎵材料的蝕刻情形和利用光輔助化學蝕刻來製作氮化鋁鎵/氮化鎵高電子遷移率場效電晶體。經過測試後，最佳蝕刻條件是:KOH莫爾濃度0.015M、汞燈強度30~50mW/cm2、鈦金屬蝕刻保護罩(Ti)、溶液有攪拌。N型掺雜和未掺雜的氮化鎵蝕刻速率分別是70nm/min和35nm/min。本實驗嘗試用氮化鎵歐姆接觸金屬來當成蝕刻保護罩，且用新的機制來解釋於實驗中所發現的現象。我們也用所測得的蝕刻條件進行氮化鋁鎵/氮化鎵高電子遷移率場效電晶體的製作。利用光輔助化學蝕刻進行元件絕緣步驟的氮化鋁鎵/氮化鎵高電子遷移率場效電晶體的直流特性為:轉導值115mS/mm、飽和電流510mA/mm;同樣的製程條件，利用偶合電漿乾式蝕刻來進行元件絕緣步驟的場效電晶體，有比較低的直流特性:轉導值110mS/mm、飽和電流460mA/mm。實驗證明，使用光輔助化學蝕刻於元件製程技術，由於對材料表面有較少的物理傷害，其效果較傳統使用之乾式蝕刻為佳。