[发明专利]GaAs半导体材料刻蚀液的配方

说明书

技术领域

本发明涉及化学技术领域，尤其涉及一种GaAs半导体材料刻蚀液的配方。

背景技术

随着电子工业技术的发展，以硅为主的半导体工业是世界上最大规模的工业。近年，以III-V族化合物半导体GaAs为代表的半导体以其高效输运特性及异质结构带来的低功耗等特点吸引了大量研究工作，以实现包括生产效率、产率、可集成性、成本等各方面的产业可行性。

GaAs是一种禁带宽度比较小的直接带隙半导体材料，约为1.43eV。其电子迁移率很高8000cm²/V.s，介电系数较小12.9。因此载流子在GaAs中易于传导。GaAs材料有着丰富的性能，例如，在GaAs材料中掺入磁性杂质原子Mn等，可以形成新型的稀磁半导体材料GaMnAs，实现了半导体材料与磁性的结合；GaAs半导体在光学方面也有着广泛的应用前景，利用GaAs制作成超晶格结构，可以制备出新型激光器，常见有AlGaAs/GaAs量子阱激光器等。正因有着优异的性能，GaAs半导体被广泛地应用在雷达、卫星电视广播、超高速计算和光纤通信等多方面，在工业生产和科学研究中有着重要作用。

GaAs材料目前可以用液态密封法制备出较好的单晶，但是要想得到需要的结构和性能，则需要对GaAs单晶材料进行化学腐蚀，以便得到需要的结构。湿法刻蚀是一种较为常用的纯化学腐蚀方法。其是一种将刻蚀材料浸泡在刻蚀液里的技术。具有优良的选择性，刻蚀完当前的薄膜就停止继续腐蚀，而不会损坏下面一层其他材料。在腐蚀速率方面，不同配比的刻蚀液基本上是各向同性的，但是刻蚀的速率不同，刻蚀液中过氧化氢主要起到把样品表面氧化，然后由酸进行腐蚀，这是一个连续的过程。酸和过氧化氢的比例不同对腐蚀速率的影响很大。因此需要寻找到GaAs材料湿法刻蚀的最佳刻蚀液配比。

目前对GaAs湿法刻蚀的刻蚀液配方主要有用到以下几种酸：磷酸(H₃PO₄)、醋酸(C₂H₄O₂)、柠檬酸(C₆H₈O₇)等。磷酸和硫酸是无机酸，酸性较强，以这种酸为主的腐蚀液配方腐蚀速率较快，对于薄层的GaAs而言很容易过腐蚀。柠檬酸，醋酸是有机酸，酸性相对较弱。所以对于刻蚀薄层的GaAs样品，需要对这几种常用的酸找到较好的配比，使得湿法刻蚀的速率可控。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种GaAs半导体材料刻蚀液的配方，以解决GaAs湿法刻蚀中由于腐蚀速率不可控而导致的过腐蚀或者腐蚀不动问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种GaAs半导体材料刻蚀液的配方，包括：

柠檬酸、过氧化氢和去离子水；

其是先将柠檬酸和去离子水按预定比例混合，再加入过氧化氢搅拌均匀。

其中该刻蚀液是先将1g的柠檬酸晶体兑入1ml的去离子水中，搅拌均匀，再加入浓度为30％的过氧化氢，柠檬酸晶体与去离子水之和与过氧化氢的体积比为66∶1。

本发明还提供一种GaAs半导体材料刻蚀液的配方，包括：

磷酸、过氧化氢和去离子水；

其是将磷酸、过氧化氢和去离子水按预定比例混合，搅拌均匀。

其中该刻蚀液是将浓度为98％的磷酸兑入浓度为30％的过氧化氢中和去离子水中，搅拌均匀，该磷酸与过氧化氢和去离子水的体积比为3∶1∶200。

本发明又提供一种GaAs半导体材料刻蚀液的配方，包括：

醋酸、过氧化氢和去离子水；

其是将醋酸、过氧化氢和去离子水按预定比例混合，搅拌均匀。

其中该刻蚀液是将浓度为36％醋酸和浓度为30％过氧化氢和去离子水混合，搅拌均匀，该醋酸和过氧化氢和去离子水的体积比为5∶1∶150。