ICP干法刻蚀GaAs背孔工艺研究  

Dry Etching of GaAs Backside via with Inductively Coupled Plasma

作　　者：周佳辉[1,2] 常虎东[2] 张旭芳[2] 徐文俊[1] 李琦[1,3] 李思敏[1] 何志毅[1] 刘洪刚[2] 李海鸥[1] 

机构地区：[1]桂林电子科技大学广西信息科学实验中心,桂林541004 [2]中国科学院微电子研究所微波器件与集成电路研究室,北京100029 [3]电子薄膜与集成器件国家重点实验室电子科技大学,成都610054

出　　处：《真空科学与技术学报》2015年第3期306-310,共5页Chinese Journal of Vacuum Science and Technology

基　　金：国家自然科学基金项目(No.61274077;61474031);广西自然科学基金项目(No.2013GXNSFGA019003);广西教育厅项目(No.201202ZD041);桂林市科技局科技开发项目(No.20120104-8;20130107-4);中国博士后基金项目(No.2012M521127;2013T60566);中国国家重点基础研究发展计划项目(No.2011CBA00605;2010CB327501);电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室基金项目(No.KFJJ201205);桂林电子科技大学研究生教育创新计划资助项目(GDYCSZ201448;GDYCSZ201449)

摘　　要：采用金属Ni作为掩膜,Cl2/BCl3作为刻蚀气体,利用感应耦合等离子体刻蚀(ICP)技术对Ga As HEMT背孔工艺进行研究。本文详细研究了ICP功率、反应室压强、Cl2/BCl3流量比以及RF功率对刻蚀速率、刻蚀形貌以及"长草"效应的影响。实验结果表明:刻蚀速率随ICP功率、Cl2/BCl3流量、RF功率的增加而增加,但随反应室压强的增加,刻蚀速率先增加后降低;相同RF功率条件下,背孔陡直性受ICP功率、反应室压强以及刻蚀气体流量比的影响十分明显;而RF功率则对背孔"长草"效应有较大影响。通过优化刻蚀条件,在ICP功率为500 W,反应室压强为0.4 Pa,Cl2/BCl3流量为20/5 m L/min,RF功率为120 W的刻蚀条件下,刻蚀背孔陡直性好,侧壁平滑,底部平整,刻蚀速率达到3μm/min。The GaAs backside via of high electron mobility transistor （HEMT） was dry etched by inductively cou- pled plasma （ICP）, with Ni coating as mask and Cl_2/BCl_3 as etching gases. The influence of the etching conditions, in- cluding the ICP power, RF power, pressure, and ratio of Cl_2/BCl_3 flow rates, on the etching rate and via-shape was investi- gated. The results show that the etching conditions strongly affected the etching rate and microstructnres of the back-via. For instance, the etching rate increased with the increases of ICP power, RF powers, and ratio of Cl_2/BCl_3 flow rates; as the pressure increased,the etching rate changed in increase-decrease mode. At a fixed RF power, via-steepness depends on the ICP power, pressure, and ratio of Cl_2/BCl_3 flow rates;and RF power induced “hairy” morphology. Under the opti- mized conditions： ICP power of 500 W, pressure of 0.4 Pa, RF power of 120 W, and ratio of 20 mL/min/5 mL/min, steep via with flat bottom and smooth wall was etched at a rate of 3 gm/min.

关 键 词：感应耦合等离子体 “长草”效应 GAAS 背孔刻蚀形貌 

分 类 号：TN405.98[电子电信—微电子学与固体电子学]