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采用感应耦合等离子体(ICP)优化准垂直GaN肖特基势垒二极管(SBD)的台面刻蚀工艺及器件特性

DOI：10.3390/nano10040657 期刊：Nanomaterials 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 本研究全面探究了采用感应耦合等离子体（ICP）刻蚀技术对准垂直氮化镓（GaN）肖特基势垒二极管（SBD）台面刻蚀的优化方案，包括刻蚀掩模选择、ICP功率、射频（RF）功率、混合气体比例、流量及腔室压力等参数。特别地，通过结合ICP干法刻蚀与四甲基氢氧化铵（TMAH）湿法处理，消除了台面侧壁底部拐角处的微沟槽。最终利用优化后的刻蚀工艺实现了高各向异性的台面侧壁形貌，并制备出准垂直GaN SBD，在-10V反向偏压下获得10?? A/cm2的低反向电流密度。
作者： Yue Sun，Xuanwu Kang，Xinyu Liu，Guoqi Zhang，Yingkui Zheng，Ke Wei，Pengfei Li，Wenbo Wang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了优化准垂直GaN肖特基势垒二极管（SBD）的台面刻蚀工艺，采用感应耦合等离子体（ICP）刻蚀技术，重点实现台面侧壁的高度各向异性形貌，并消除台面侧壁底部拐角处的微沟槽。

研究成果

经过优化的ICP刻蚀工艺配合TMAH湿法处理，实现了台面侧壁高度各向异性的形貌，无微沟槽且表面光滑。所制备的准垂直GaN肖特基二极管展现出低反向电流密度，表明台面侧壁损伤极小。

研究不足

该研究聚焦于优化氮化镓肖特基二极管的台面刻蚀工艺，其局限性包括所采用的感应耦合等离子体功率、射频功率及气体混合比例等特定条件。潜在优化方向包括进一步降低等离子体损伤并提升刻蚀选择性。

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