[发明专利]一种AlGaInP基多层结构的深槽刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及刻蚀技术领域，尤其涉及一种AlGaInP基多层结构的深槽刻蚀方法。

背景技术

AlGaInP基红黄光LED为可见光超高亮度LED，目前AlGaInP基红黄光LED已被广泛应用于指示灯、背光源和照明等领域。AlGaInP基红黄光LED包括在GaAs衬底上外延生长的包括含Al层(通常包括AlGaInP缓冲层、N型AlInP、发光区AlGaInP/AlInPMQWs和P型AlInP)和GaP的多层结构。

目前，主要通过深槽刻蚀方法制作具有垂直结构的AlGaInP基红黄光LED芯片。具体地，采用包括Cl₂和BCl₃、Cl₂和Ar或者Cl₂、BCl₃和Ar的刻蚀气体对AlGaInP基多层结构进行深槽刻蚀，单步从GaP层刻蚀至GaAs层。其中Cl₂或者BCl₃在电感耦合高能高频电磁场的作用下电离产生的活性Cl自由基或Cl^-，与Ga、P、Al、In等反应生成挥发性的GaCl₃等物质，同时，BCl₃或者Ar会电离形成BCl²⁺、Ar⁺等正离子，在加速电场的作用下对该多层结构进行物理刻蚀，一方面溅射出刻蚀材料的颗粒，另一方面打断化学键，从而在刻蚀含Al等键能较大的材料时可以促进化学刻蚀。

发明人发现，上述单步深槽刻蚀过程中一直存在BCl₃或Ar，一方面，使得物理刻蚀较强，进而导致刻蚀过程中光刻胶开口尺寸增加，在较长的刻蚀时间下，GaP层被不断刻蚀而使得侧壁角度偏小，最后使得沟槽的开口尺寸较大、侧壁垂直度差而且比较粗糙；另一方面，持续的物理刻蚀导致深槽内沉积难挥发物质形成局部掩膜，同时稀释了活性Cl自由基或Cl^-，化学各向同性刻蚀较弱，最后导致底部会出现柱状物，刻蚀形貌较差，不利于器件制备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种AlGaInP基多层结构的深槽刻蚀方法，能够改善沟槽的形貌。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种AlGaInP基多层结构的深槽刻蚀方法，采用如下技术方案：

一种AlGaInP基多层结构的深槽刻蚀方法，所述AlGaInP基多层结构包括依次设置的GaP层、含Al层和GaAs层，该深槽刻蚀方法包括：

第一步，对所述GaP层进行刻蚀，刻蚀形成的沟槽的侧壁垂直；

第二步，对所述含Al层进行刻蚀；

第三步，对所述GaAs层进行刻蚀。

可选地，在第一步中，刻蚀气体为Cl₂，或者，由Cl₂和Ar组成的气体。

进一步地，在第一步中，刻蚀气体压力为2.5-8mT，上电极射频功率为300-1200W，下电极射频功率为100-500W，刻蚀气体为流量为70-180sccm的Cl₂，或者，由流量为60-150sccm的Cl₂和流量为10-30sccm的Ar组成的气体，刻蚀温度为-20-60℃。

可选地，在第二步中，刻蚀气体为Cl₂，或者，由Cl₂与BCl₃和Ar中的至少一种组成的气体。

进一步地，在第二步中，刻蚀气体压力为2.5-8mT，上电极射频功率为300-1200W，下电极射频功率为100-500W，刻蚀气体为流量为70-150sccm的Cl₂，或者，由流量为20-150sccm的Cl₂与流量为50-80sccm的BCl₃组成的气体，刻蚀温度为-20-60℃。

可选地，在第三步中，刻蚀气体为Cl₂，或者，由Cl₂和Ar组成的气体。

进一步地，在第三步中，刻蚀气体压力为2.5-8mT，上电极射频功率为300-1000W，下电极射频功率为100-500W，刻蚀气体为流量为70-150sccm的Cl₂，或者，由流量为60-150sccm的Cl₂和流量为10-30sccm的Ar组成的气体，刻蚀温度为-20-60℃。