SiC襯底AlGaNGaNHEMT的ICP通孔刻蝕

SiC襯底AlGaN_GaNHEMT的ICP通孔刻第29卷第12期12月半導(dǎo)體學(xué)報(bào)Vol.29No.12SiC襯底AlGaN/GaNHEMT的ICP(南京電子器件研究所,單片集成電路與模塊國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京面和背面的連接.這一技術(shù)非常適合AlGaN/GaNHEMT————————————————————————————————————1作為第三代寬禁帶化合物半導(dǎo)體器件的AlGaN/GaNHEMT在功率輸出、頻率特性現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的研究.由于缺少單晶作為襯底,現(xiàn)在AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)材料都采用異質(zhì)外延得到,所用的襯底材料重要有藍(lán)寶石、Si和SiC.無法滿足AlGaN/GaNHEMT大功率器件的散熱規(guī)定,限制了器件的功率輸出能力;而Si則無法實(shí)現(xiàn)半絕緣,制約了Si上AlGaN/GaNHEMT的頻率特性,無法滿足器件的高頻應(yīng)用規(guī)定;SiC由于與GaN含有較小的晶格失配,在4H或者6H2SiC獲得低缺點(diǎn)密度的GaN外延材料,結(jié)合SiC高的熱導(dǎo)率,將有助于發(fā)揮AlGaN/GaNHEMT的微波性能,因而SiC是AlGaN/GaNHEMT進(jìn)行高性能應(yīng)用時(shí)首選襯底材料.————————————————————————————AlGaN/GaNHEMT進(jìn)行了ICP??通信作者.Email:225nm,勢(shì)壘層的Al組分為0125.AlGaN/GaNHEMT器件工藝中首先是源漏歐姆接觸制作,采用電子束蒸發(fā)Ti/Al/Ni/Au多層金屬,并在870?,N2氛圍中進(jìn)行了30s快速熱退火,以形成良好的歐姆接觸;之后采用硼離子注入實(shí)現(xiàn)了器件間的隔離;柵條制作中采用了電子束刻寫,肖特基勢(shì)壘接觸采用Ni/Au;最后用PECVD淀積一層100nm的介質(zhì),以實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的鈍化和保護(hù),電鍍Au作,從而完畢了器件的正面工藝.μm.實(shí)驗(yàn)中是不夠厚的,為此進(jìn)行電鍍將其加厚到了SiC襯底運(yùn)用SF6/O2混合氣體的ICP———————————————————————————————700V之間,SF6和O2總氣體流量為在10,100sccm之間,反映室內(nèi)壓力固定為Ζ第12SiC襯底AlGaN/GaNHEMT的ICP通孔刻蝕圖1AlGaN/GaNHEMT接地通孔示意圖圖3NiFig.12置在采用He3過刻蝕SiC襯底和GaN緩沖層獲得接地通孔,并在通孔側(cè)壁覆蓋金屬使器件源電蓋.AlGaN/GaNHEMT通孔刻蝕中需要克服的問題,首先是如何在SiCNi掩模起到掩蔽作用;最后就是如何對(duì)AlGaN/GaN異質(zhì)外延層進(jìn)行快速刻蝕.由于—————————————————————————————————————氟基等離子體與III族氮化物形成的反映物含有低揮發(fā)性,無法對(duì)AlGaN/GaN異質(zhì)外延層形成有效的刻蝕,而氯基氣體可對(duì)III族氮化物形成快速刻蝕,故本實(shí)驗(yàn)中先用SF6/O2混合氣體的等離子體完畢對(duì)SiC襯底刻蝕,再運(yùn)用Cl2/BCl3離子體對(duì)Al2GaN/GaN異質(zhì)外延層進(jìn)行刻蝕.圖2圖2SiC刻蝕速率與ICPFig.2SiCetchingrateasafunctionofICPcoilpower和Ni的刻蝕速率,但由于Ni刻蝕速率的增加緊于SiC———————————————————————————————時(shí),特別是在含有高深寬比通孔的刻蝕過程中,隨著刻蝕深度增加,刻蝕速率呈成物被輸運(yùn)走的難度,從而造成刻蝕速率隨著刻蝕深度增加而下降.圖4所示為刻蝕速率與刻蝕深度的關(guān)系,刻蝕中ICP功率800W,襯底直流自偏壓-μm深通孔剖面的掃描電鏡圖.從圖中能夠看到的和高的選擇比,但要實(shí)現(xiàn)對(duì)AlGaN/GaNHEMT的通孔刻蝕,除刻蝕襯底外還需要對(duì)半導(dǎo)體學(xué)報(bào)第————————————————————————————————————卷圖4刻蝕速率與刻蝕深度的關(guān)系ICP功率800W,-650V,反映室壓力0167Pa,SF6/O2氣體流量Fig.4Etchdepthdependenceofetchingrate下只需10min左右的刻蝕時(shí)間,因而這一速率是能夠接受的.刻蝕過程中同時(shí)還發(fā)現(xiàn)Cl2/BCl3混合氣體的電感耦合等離子體對(duì)Ti和Niμm,對(duì)襯底的總厚度將不刻蝕SiC的厚度不會(huì)不小于會(huì)造成太大的影響,因而不需要額外的掩膜來保護(hù)SiC-200V左右,反映室壓力0167Pa,SF6和O2總氣體流量20sccm,——————————————————————————————4對(duì)研制的SiC襯底上AlGaN/GaNHEMT合AlGaN/GaNHEMT及其單片集成電路的研制.最后運(yùn)用SF6/O26————————————————————————————————————μm深通孔剖面的掃描電鏡圖圖5SiC襯底上100μmdeepviaholeonSiCsub2Fig.5SEMmicrographfor100第12SiC襯底AlGaN/GaNHEMT的ICP通孔刻蝕