科技|《炬丰科技-半导体工艺》GaN清洗程序分析

书籍:《炬丰科技-半导体工艺》
文章:GaN清洗程序分析
编号:JFKJ-21-819
作者:炬丰科技
关键词: 形态、湿化学、清洁、氮化镓
【科技|《炬丰科技-半导体工艺》GaN清洗程序分析】摘要
本研究研究了各种去除氮化镓中污染物的表面清洗技术 。 螺旋电子谱(AES)分析用于监测表面污染物的存在 , 原子力显微镜(AFM)用于监测表面粗糙度 。 AES分析表明 , 氢氧化钾能有效去除碳(C) 。 比较盐酸、氢氧化钾和(NH4)2S在水溶液中清洗的氮化镓表面的地形;研究发现 , 在(NH4)2S中清洗的表面清洁最好 , C和O、RMS粗糙度和Ga/N比均最低 。 通过在真空中加热样品 , 几乎完全去除C和O 。
介绍
湿蚀和干蚀刻方法广泛用于去除表面污染物的表面制备 。 此外 , 金属化前衬底表面的形貌对用于制造用于紫外线检测的肖特基势垒二极管的超薄金属的连续性有影响 。 在金属化之前 , 氮化镓已经使用化学品对基质进行湿和干洗 。 干洗方法会损坏表面 , 通常使材料电不适合 。 各种表面分析技术 , 如螺旋电子谱(AES)、x射线光电子谱(XPS)、低能电子衍射(LEED)和二次离子质谱(SIMS)已被用于鉴定表面污染物、氧化物、金属颗粒和重建 。 原子力显微镜(AFM)已被用于监测表面清洁度作为地形的函数 。
在这项工作中 , 我们研究了氮化镓表面的化学清洗 , 并用原子力显微镜和原子发射光谱法对结果进行了评估 。 研究了各种去除氧和碳的湿化学方法 。 我们特别报道了氯化氢、氢氧化钾和(NH4)2S对氮化镓表面的影响 。 此外 , 我们给出了热清洗结果 。
实验
本研究中使用的所有样品都是从同一晶片上切割下来的 , 因为与其他半导体相比 , 氮化镓生长技术尚未成熟 。 采用超声波冲洗以确保清除表面上的所有松散碎屑 。 所有清洁使用的设备由纯石英玻璃和特氟隆制成 。 湿化学清洗后 , 立即将样品装入AES 。
热清洗是通过将脱脂样品安装到加热器块上并装入AES , PHI 549型中来完成的 。 分析是在室温23℃下进行的 , 连续监测表面温度至1100℃ 。 在此阶段停止加热过程 , 以避免氮化镓分解到原子发射光谱系统中 。
结果和讨论
AFM
从随机选择的5毫米5毫米脱脂区域到(NH4)2S清洁表面的原子力显微镜图像如图 。这些图像 , 连同相应的线轮廓 , 表明在每一种清洁方法之后 , 所研究的氮化镓表面的形貌的差异 。 生长的表面已经脱脂 , 以处理包装污染物 。 如图2所示 , 生长表面具有针状突起 。 使用Rt , 我们比较了从突起到陨石坑的不同特征 。 根据Rt测量 , 脱脂样品表面突起的平均高度为20.05 nm , 如所示表2 。 第二个表面 , 如图 。 1(b) , 在王水中清洗 , 显示出突起消失和坑的出现 , 这些坑是六边形的 , Rt值降低到2.5 nm 。 这一观察表明 , 迄今为止使用的化学物质能够作用于脱脂表面上的突起 , 通过显示晶体的六方结构来表征氮化镓 。

推荐阅读