[发明专利]一种氮化镓表面腐蚀液及腐蚀方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种半导体材料的表面腐蚀液，具体是指一种氮化镓材料表面腐蚀溶液。

背景技术

氮化镓(GaN)基宽禁带半导体材料是制备高温、高功率、高频电子器件以及发光管、紫外探测器等光电子器件的重要材料。GaN基发光管在节约能源方面有着巨大的应用前景。而使用GaN基半导体光子探测器代替真空管进行紫外探测，也有其重大的应用背景。干法刻蚀是制备氮化镓基紫外探测器的关键工艺之一，一般情况下都会对材料造成较大的物理损伤；而湿法腐蚀、特别是高铝组分的湿法腐蚀将有助于消除干法刻蚀带来的损伤，从而减小器件的漏电流。早期的氢氧化钾腐蚀液存在几个方面的技术缺陷(“氮化镓基雪崩光电二极管的研究”，许金通，中国科学院研究生院博士学位论文)，首先需要在85摄氏度以上腐蚀氮化镓材料，对器件的可靠性有影响，并且操作时有烫伤的危险；其次，腐蚀后表面状态不佳，腐蚀后的表面出现六角型的腐蚀坑。本发明针对这一问题，研制了腐蚀温度低、腐蚀后表面状态好的化学腐蚀液。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮化镓半导体器件加工过程中应用的氮化镓材料表面腐蚀化学溶液，解决现有技术中存在的腐蚀温度高和腐蚀后表面状态不佳的问题。

本发明腐蚀液的配制方法如下：

1)配制浓度为1±0.1摩尔/升的氢氧化钾溶液；

2)将配制好的氢氧化钾溶液加热至35摄氏度；

3)将碳酸钾溶入加热后的氢氧化钾溶液，使碳酸钾在溶液中的的浓度达到2±0.2摩尔/升。

采用本发明腐蚀氮化镓基薄膜材料的特点是：当溶液温度是50℃时，其腐蚀速率大致是0.3μm/min。扫描电子显微镜测试表明，腐蚀后的表面没有出现六角型的腐蚀坑。

具体实施方式

采用上述方法配制的腐蚀液腐蚀氮化镓材料的工艺步骤如下：

1.将配制好的氮化镓腐蚀液加热到50℃。

2.将氮化镓材料浸没在腐蚀液中，如果需要腐蚀0.3微米深度，则在1分钟后取出。

3.氮化镓材料取出后立刻在25℃去离子水中清洗3次，去除表面的钾离子和碳酸根离子，终止腐蚀作用。

4.高纯氮气吹干，测试腐蚀深度，保存在干燥箱中。