湿法台面的隔离方法

2023-06-21 理论教育版权反馈

【摘要】：图5.13ISO 隔离电流湿法台面腐蚀，实验条件不受限制，操作简单，缺点是图形不是很完整。但是在InAs／AlSbHEMT 器件制造中，湿法腐蚀实现台面隔离是可行的。一是台面图形不需要很精细，只是实现电学隔离，湿法腐蚀的横向腐蚀是不会影响HEMT 器件的制造性能。沟道边缘的腐蚀是必须的，如果沟道边缘不腐蚀，则后面淀积栅金属时就会出现栅金属和沟道连接的情况，这样HEMT 器件漏电流会很大，器件性能恶化。

台面隔离采用湿法腐蚀用磷酸（H3PO4）和去离子水（DI）按照5∶100配置腐蚀液，用双氧水（H2O2）来改变腐蚀速度。这个腐蚀液可以腐蚀InAs，InAlAs，AlSb和AlGaSb材料，是非选择性腐蚀。台面隔离腐蚀到AlGaSb层，就可以进行隔离。考虑到腐蚀的台面深度太大，会造成后面淀积金属断开，腐蚀到AlGaSb层也不能腐蚀时间过长。根据蒸发的经验台面深度100～200nm 是不会发生金属断裂。整个的腐蚀是保持22 ℃进行。

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图5.10　腐蚀深度与腐蚀时间关系

为了确定腐蚀速率，需要选取不同腐蚀时间，测量对应的台面深度，进而得出大概的腐蚀速度。实验选取2分钟、3分钟、5分钟和10分钟，每个时间腐蚀完成后，用台阶仪测量对应的台面的深度，腐蚀的结果绘制到图5.10。用公式5-20计算腐蚀速率：

线性拟合后腐蚀的速度64nm／min。防止后面蒸发金属断裂，选取腐蚀时间2～3.5分钟是合理的。

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图5.11　台面腐蚀后扫描电镜测试

腐蚀完成后用扫描电镜（SEM）进行表征台面腐蚀的情况，如图5.11（a）（b）所示。台面腐蚀的台面已经形成，台面隔离的图形边缘不整齐，就是湿法腐蚀的各向同性，横向腐蚀造成。图中看到的白色的材料估计是AlGaSb表面的氧化物，也是不导电，对台面隔离的效果不会产生影响。

台面腐蚀可以用台阶仪能测到腐蚀的深度，对整个腐蚀过程进行监控。同时台面隔离的电学隔离效果可以测量电流来判断。ISO 是隔离的两个金属图形，如图5.12所示。测量ISO可以得到隔离电流，测量结果如图5.13所示，隔离电流是微安级，计算隔离电阻是5.6MΩ。从这个数据判断湿法腐蚀使得器件之间实现很好的电学隔离，而且操作简单。

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图5.12　ISO 图形

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图5.13　ISO 隔离电流

湿法台面腐蚀，实验条件不受限制，操作简单，缺点是图形不是很完整。但是在InAs／AlSbHEMT 器件制造中，湿法腐蚀实现台面隔离是可行的。一是台面图形不需要很精细，只是实现电学隔离，湿法腐蚀的横向腐蚀是不会影响HEMT 器件的制造性能。二是台面湿法腐蚀只需要操作一步，同时就能把沟道边缘也进行了腐蚀。沟道边缘的腐蚀是必须的，如果沟道边缘不腐蚀，则后面淀积栅金属时就会出现栅金属和沟道连接的情况，这样HEMT 器件漏电流会很大，器件性能恶化。

湿法台面的隔离方法

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