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GaN芯片工艺

2022/08/22
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GaN作为第三代半导体的典范正在被广泛使用,就连电梯间也能看到快充品牌直接拿GaN做广告语了。

GaN做激光或者LED可以发出蓝光,也是被广泛研究和量产的产品。

GaN器件目前被称为HEMT (High Electron Mobility Transistors),这种高电子迁移率的晶体管用于许多电子设备中,例如全控型电力开关,高频的放大器振荡器

本文聊一下GaN芯片的制备工艺。

GaN一般都是用外延技术制备出来。GaN的外延工艺大家可以看看中村修二的书。

需要书的同学可以私聊我。

以下以GaN HEMT工艺为例,介绍工艺过程

第一步:清洗

外延出来的GaN需要保证表面原子级别的洁净度,去除表面氧化层和脏污。

有机物的去除包括:醋酸、丙酮、乙醇。

氧化物和非有机物的清洗主要使用:氨水、硫化铵、氢氧化钠

HF和HCL尽管不能完全去除GaN表面的氧化物,但是HCL容易能够有效去除氧化物并降低氧元素的残余量,HF容易能够有效去除碳和碳氢化合物引起的脏污。

第二步,光刻,和常用光刻技术类似,省略。

第三,刻蚀。干法刻蚀 用ICP/RIE/ECR的都有。

量产中,目前使用ICP工艺的较多,一般采用Cl基气体。但是也可以采用CH3+H2,刻蚀产物Ga(CH3)3,产物挥发性好,刻蚀速率低。

 第四步 肖特基金属半导体接触

栅极形成整流特性的肖特基接触。在源和漏极形成欧姆接触。LED和LD产品也是形成欧姆接触。

而肖特基栅的质量好坏是HEMT特性的决定性因素之一,栅漏电是低频噪音的主要来源,栅反向击穿电压决定了器件的工作电压和功率容限。

今天先写到这吧。后面谢谢金属层设计和退火,电性能测试等。

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