0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

AlGaN/GaN结构的氧基数字蚀刻

jf_01960162 来源:jf_01960162 作者:jf_01960162 2023-10-10 16:21 次阅读

引言

宽带隙GaN基高电子迁移率晶体管(HEMTs)和场效应晶体管(fet)能够提供比传统Si基高功率器件更高的击穿电压和电子迁移率。常关GaN非常需要HEMT来降低功率并简化电路和系统架构,这是GaN HEMT技术的主要挑战之一。凹进的AlGaN/GaN结构是实现常关操作的有用选择之一。

由于对栅极电介质厚度、均匀性、质量和表面形态的高要求,凹槽蚀刻在GaN HEMT的制造中是非常关键的步骤。通过使用氯(Cl2)或三氯化硼(BCl3)等离子体的反应离子蚀刻(RIE)在AlGaN和GaN之间会产生高选择性,同时,它们也会对AlGaN造成损伤,这会显著影响均匀性、表面质量和形态。

实验与讨论

在这项工作中,英思特使用电感耦合等离子体(ICP)工具中的氧等离子体作为氧化剂。从上到下,Si上的外延层是2.5nm GaN盖层、19nmAl0.25Ga0.75N阻挡层、0.8nmAlN间隔层和700nm本征GaN以及缓冲层。

我们将晶片分成五组,每组分别进行三到七次数字蚀刻循环。数字蚀刻的流程图如图1所示。

wKgaomUk66eAOXEfAABEqCrDj-A163.png

图1:显示外延结构的横截面的示意图

数字蚀刻是通过具有450W的ICP功率和40W的RF偏置功率的O2等离子体氧化AlGaN。英思特在75和40W下做了一系列测试,在湿法蚀刻步骤中,使用HCl溶液(去离子水∶HCl = 5∶1)中的90秒蚀刻。

通过原子力显微镜(AFM)测量AlGaN蚀刻深度。在每个样品上,测量六个点的深度,并使用平均蚀刻深度。蚀刻深度测量误差为1nm。在AFM测量之前,通过BOE溶液蚀刻掉硬掩膜和GaN覆盖层的天然氧化物。

随着AlGaN被更多的HCl溶液和氧等离子体轰击蚀刻,蚀刻将持续进行。在第6次循环后,厚GaN层暴露于ICP中的氧气,并被氧化成GaN3,其可以溶解在HCl溶液中。因此,在第6次循环后,蚀刻深度继续增加。

图2中比较了AlGaN/GaN样品在3次和7次数字蚀刻工艺循环后的表面形态,其通过AFM在每个样品的6个区域上测量,扫描面积为1×1μm2。随着循环次数的增加,粗糙度略有下降。然而,第6个周期的均方根粗糙度略有增加。由于AlN的厚度非常薄(0.8nm),该层的外延生长导致更高的AlN厚度不均匀性,并因此导致更高的Al2O3厚度不均匀性。

wKgaomUk_S2AQ4LJAABzl8vJgjo768.png

图2:AFM图像显示

结论

英思特通过使用ICP蚀刻机研究了GaN上具有0.8nmAlN间隔物的Al0.25Ga0.75N的基于O2等离子体的数字蚀刻。在40W RF偏压功率和40sccm氧气流量下,Al0.25Ga0.75N的蚀刻深度为每周期5.7nm。0.8nmAlN间隔层充当AlGaN凹陷的蚀刻停止层。

在数字蚀刻循环后,表面粗糙度改善到0.330nm。与仅干法蚀刻的方法相比,这种技术造成的损伤更少。与采用湿法蚀刻方法的选择性氧化相比,这种方法对外延生长的要求较低,并且节省了氧化工艺。AlN作为用于数字蚀刻的蚀刻停止层的存在保证了用于制备栅极凹陷HEMT的更好的凹陷控制。

江苏英思特半导体科技有限公司主要从事湿法制程设备,晶圆清洁设备,RCA清洗机,KOH腐殖清洗机等设备的设计、生产和维护。

审核编辑 黄宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 蚀刻
    +关注

    关注

    9

    文章

    420

    浏览量

    15550
  • GaN
    GaN
    +关注

    关注

    19

    文章

    2008

    浏览量

    74634
  • HEMT
    +关注

    关注

    2

    文章

    59

    浏览量

    12471
收藏 人收藏

    相关推荐

    蚀刻基础知识

    制作氧化局限面射型雷射与蚀刻空气柱状结构一样都需要先将磊晶片进行蚀刻,以便暴露出侧向蚀刻表面(etched sidewall)提供增益波导或折射率波导效果,同时靠近活性层的高铝含量砷化
    的头像 发表于 01-22 14:23 175次阅读
    <b class='flag-5'>蚀刻</b>基础知识

    芯片湿法蚀刻工艺

    芯片湿法蚀刻工艺是一种在半导体制造中使用的关键技术,主要用于通过化学溶液去除硅片上不需要的材料。 基本概念 湿法蚀刻是一种将硅片浸入特定的化学溶液中以去除不需要材料的工艺,广泛应用于半导体器件如芯片
    的头像 发表于 12-27 11:12 254次阅读

    芯干线科技出席高功率密度GaN数字电源技术交流会

    芯干线与世纪电源网强强联手、倾心打造的“高功率密度 GaN 数字电源技术交流会”,于近日盛大启幕!
    的头像 发表于 12-24 15:24 403次阅读

    在TMS320C62x上实现的扩展精度基数-4快速傅里叶变换

    电子发烧友网站提供《在TMS320C62x上实现的扩展精度基数-4快速傅里叶变换.pdf》资料免费下载
    发表于 10-28 10:03 0次下载
    在TMS320C62x上实现的扩展精度<b class='flag-5'>基数</b>-4快速傅里叶变换

    湿法蚀刻的发展

    蚀刻的历史方法是使用湿法蚀刻剂的浸泡技术。该程序类似于前氧化清洁冲洗干燥过程和沉浸显影。晶圆被浸入蚀刻剂罐中一段时间,转移到冲洗站去除酸,然后转移到最终冲洗和旋转干燥步骤。湿法蚀刻用于
    的头像 发表于 10-24 15:58 267次阅读
    湿法<b class='flag-5'>蚀刻</b>的发展

    GaN晶体管的命名、类型和结构

    电子发烧友网站提供《GaN晶体管的命名、类型和结构.pdf》资料免费下载
    发表于 09-12 10:01 0次下载
    <b class='flag-5'>GaN</b>晶体管的命名、类型和<b class='flag-5'>结构</b>

    GaN晶体管的基本结构和性能优势

    GaN(氮化镓)晶体管,特别是GaN HEMT(高电子迁移率晶体管),是近年来在电力电子和高频通信领域受到广泛关注的一种新型功率器件。其结构复杂而精细,融合了多种材料和工艺,以实现高效、高频率和高功率密度的性能。
    的头像 发表于 08-15 11:01 1474次阅读

    玻璃基电路板的蚀刻和侧蚀技术

    在对显示面板和玻璃基板减薄蚀刻主要是指通过一定配比混酸等蚀刻液对液晶面板和玻璃基板等(二氧化硅)玻璃材质基板进行化学腐蚀。本文所摘选信息虽不是专门介绍对玻璃基材的蚀刻,但相关蚀刻和侧蚀
    的头像 发表于 07-19 15:41 689次阅读

    GaN MOSFET 器件结构及原理

    和更低的导通电阻,因此在高频、高功率和高温应用中具有显著优势。 GaN MOSFET器件结构 GaN MOSFET的基本结构包括以下几个部分: 1.1 衬底:
    的头像 发表于 07-14 11:39 1636次阅读

    基于光谱共焦技术的PCB蚀刻检测

    (什么是蚀刻?)蚀刻是一种利用化学强酸腐蚀、机械抛光或电化学电解对物体表面进行处理的技术。从传统的金属加工到高科技半导体制造,都在蚀刻技术的应用范围之内。在印刷电路板(PCB)打样中,蚀刻
    的头像 发表于 05-29 14:39 462次阅读
    基于光谱共焦技术的PCB<b class='flag-5'>蚀刻</b>检测

    关于两种蚀刻方式介绍

    干式蚀刻是为对光阻上的图案忠实地进行高精密加工的过程,故选择材料层与光阻层的蚀刻速率差(选择比)较大、且能够确保蚀刻的非等向性(主要随材料层的厚度方向进行蚀刻),且能降低结晶缺陷、不纯
    的头像 发表于 04-18 11:39 817次阅读
    关于两种<b class='flag-5'>蚀刻</b>方式介绍

    影响pcb蚀刻性能的五大因素有哪些?

    一站式PCBA智造厂家今天为大家讲讲影响pcb蚀刻性能的因素有哪些方面?影响pcb蚀刻性能的因素。PCB蚀刻是PCB制造过程中的关键步骤之一,影响蚀刻性能的因素有很多。深圳领卓电子是专
    的头像 发表于 03-28 09:37 1135次阅读
    影响pcb<b class='flag-5'>蚀刻</b>性能的五大因素有哪些?

    高频高速覆铜板结构构成

    聚酰亚胺(PI)是分子结构含有酰亚胺基链节的芳杂环高分子化合物,PI主要分由于分子链中存在活泼的环氧基团,使得环氧树为缩聚型、加成型和热塑型三类。
    发表于 03-26 12:27 1934次阅读
    高频高速覆铜板<b class='flag-5'>结构</b>构成

    蚀刻机远程监控与智能运维物联网解决方案

    数字化目标。 自动蚀刻机是利用金属对电解作用的反应,将金属进行腐蚀刻画,从而蚀刻出各种图纹、花纹、几何形状,产品精度极高,因此对设备运行稳定的要求也很高。对此,物通博联提供基于工业智能
    的头像 发表于 03-20 17:52 1162次阅读
    <b class='flag-5'>蚀刻</b>机远程监控与智能运维物联网解决方案

    功率GaN的多种技术路线简析

    )。另一方面,功率GaN的技术路线从不同的层面看还有非常丰富的种类。   器件模式   功率GaN FET目前有两种主流方向,包括增强型E-Mode和耗尽型D-Mode。其中增强型GaN FET是单芯片常关器件,而耗尽型
    的头像 发表于 02-28 00:13 3085次阅读