电感耦合等离子体刻蚀GaN材料的工艺研究.pdf

第１０卷第３期２０１６年９月材料研究与应用ＭＡＴＥＲＩＡＬＳＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＡＰＰＩ。ＩＣＡＴｌ０ＮＶ０１．１０，Ｎｏ．３Ｓｅｐｔ．２０１６—文章编号：１６７３９９８１（２０１—６）０３０２１４－０６电感耦合等离子体刻蚀ＧａＮ材料的工艺研究＊任远，刘晓燕，刘久澄，刘宁炀，陈志涛广东省半导体产业技术研究院，广东广州５１０６５０摘要：为进一步调节ＧａＮ材料刻蚀的关键特征尺寸、改善ＧａＮ材料刻蚀损伤，采用电感耦合等离子体（ＩＣＰ）方法刻蚀ＧａＮ材料．通过分别改变ＩＣＰ过程中的气体比例、腔室气压、ＩＣＰ功率及ＲＦ功率参数，对ＩＣＰ刻蚀ＧａＮ材料的速率、ＧａＮ与光刻胶选择比及直流偏压的变化做了系统地研究，得到了台面刻蚀的最优参数．使用光刻胶作为掩模刻蚀了１．８３７ｐｔｍ深度的ＧａＮ材料样品，表面的光刻胶平整光滑；刻蚀台阶整齐连续，刻蚀倾角控制在７５。以内．关键词：电感耦合等离子体刻蚀；ＧａＮ；刻蚀速率；选择比；直流偏压中国分类号：ＴＮ４０５．９８文献标识码：Ａ自上个世纪９０年代以来，以ＧａＮ和ＳｉＣ等为代表的第三代半导体材料得到迅速发展［１］．ＧａＮ材料有禁带宽度宽、直接带隙、热导率高、击穿电压高、电子迁移饱和速率高及化学稳定性好等特点，使得其在紫外、蓝、绿光激光器（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）、发光二极管（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、紫外探测器（ＡｖａｌａｎｃｈｅＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）及大功率电子器件（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＤｅｖｉｃｅｓ）等应用方面显示了广泛的应用潜力和良好的市场前景［２。３］．ＧａＮ基ＬＥＤ器件的电极在同侧，因而需要刻蚀出台面，将胛一ＧａＮ面暴露出来．由于ＧａＮ材料质地坚硬，性质十分稳定，在常温下不溶于水、酸和碱溶液［４ｊ，因此最常用的刻蚀手段为等离子体干法刻蚀［５］．首先将半导体材料表面曝露于低压环境的等离子体中，利用等离子体与半导体材料发生物理或化学反应，从而去掉曝露的表面材料．与湿法腐蚀相比，干法刻蚀有各向异性好、选择比高、重复性好及特征尺寸可达纳米级的优点［６］．但是使用干法刻蚀也存在一些问题，如较差的掩模材料选择比、等离子体带来的器件损伤及工作参数和影响因素繁多等［７ｊ．近年来，新型的ＧａＮ光电器件如微纳ＬＥＤ阵列［８］、单光子发光器件』］、高电子迁移率晶体管ｍ。等研究获得了越来越多的关注，器件特征向小型化、密集化方向发展，因此对ＧａＮ材料刻蚀的关键特征尺寸、刻蚀损伤等问题有了更高要求，优化ＧａＮ材料的干法刻蚀工艺有了更重要的研究意义．本文针对ＧａＮ外延材料的刻蚀工艺，详细研究了电感耦合等离子体刻蚀（ＩＣＰ）的气体比例、腔室气压、ＩＣＰ功率和ＲＦ功率等主要工作参数对ＧａＮ材料刻蚀的影响．通过ＩＣＰ设备监测了直流偏压的数值，使用台阶仪测试并计算了ＧａＮ材料刻蚀速率以及ＧａＮ与光刻胶选择比，同时分析了上述参数变化的趋势并对刻蚀的机理做了解释．研究结论对改善刻蚀质量，提高ＧａＮ器件性能，缩小器件特征尺寸意义重大．—收稿日期：２０１６－０８１２＊基金项目：广东省创新团队（２０１３Ｃ０６７）；广东省科技计划项目（２０１６８０７０７０１０２３）；广东省重大科技专项（２０１４８０１０１１９００３，２０１５８０１０１１２００２）；广东省应用型科技研发专项（２０１５８０１０１２９０１０，２０１５８０１０１３４００１．２０１５８０ｉｏｌ３２００４）；广东省科研基础条—件建设专题（２０１６ＧＤＡＳＰＴ一０３１３，２０１６ＧＤＡＳＰＴ０２１９）作者简介：任远（１９８９一），男．河北衡水人，工程师，硕士．万方数据第１０卷第３期任远，等：电感耦合等离子体刻蚀ＧａＮ材料的工艺研究１电感耦合等离子体刻蚀的原理常见的干法刻蚀手段包括反应离子刻蚀（ＲＩＥ）、电子回旋共振（ＥＣＲ）刻蚀和电感耦合等离子体（ＩＣＰ）刻蚀等．ＩＣＰ刻蚀是一种高密度低压刻蚀，通过用石英管或绝缘板与等离子体隔开的螺旋线圈产生等离子体，由于半导体晶圆是放置在远离线圈的地方，因而它不会受到电磁场的影响，通过在样品下方施加偏置电场来获得化学和物理刻蚀．电感耦合等离子体刻蚀的腐蚀速率高且损伤较低，能够在高宽深比窗口中获得各向异性的侧壁结构．电感耦合等离子体设备（ＩＣＰ）是通过射频电源（ＩＣＰＰｏｗｅｒ）激发的电感耦合模式产生等离子体的．当ＩＣＰ电源打开后，高频电场给电子提供能量，使之撞击反应室内的气体原子和分子．当电子能量大于分子键能时，被撞分子变成自由基形态；若电子能量超过分子的电离能，则被撞分子离化同时发射二次电子和光子，产生更多的自由基和离子，形成雪崩效应，最终获得等离子体．针对ＧａＮ的刻蚀过程所使用的反应气体通常为Ｃ１：／ＢＣｌ。／Ｎ：，ＩＣＰ刻蚀的化学反应主要包括两部分Ｅ１１］，一是工作气体在磁感线圈的耦合作用下被激发而分解为游离的离子，第二个过程是活性离子与ＧａＮ材料的反应．其中化学刻蚀主要是Ｃｌ中性基团参与的，而Ｎ离子则在电场作用下直接轰击材料表面进行物理刻蚀．物理刻蚀能起到增强化学刻蚀的作用，一方面可打断化学键引起晶格损伤，另一方面促进附着物质、反应生成物脱离材料表面．２实验部分２．１试样实验所用的试样为在Ｃ面蓝宝石衬底上ＭＯＣＶＤ生长的ＧａＮ基ＬＥＤ外延片，其基本结构包括如下各层：低温ＧａＮ层，厚度２５—ｎｍ；ｕＧａＮ“—层，厚度１ｍ；ｎＧａＮ层，厚度２．３ｆｆｍ；ＩｎＧａＮ层，２０ｎｍ；５组量子阱（ＭＱＷ）层，阱和垒的厚度分别为ＩｎＧａＮ／ＧａＮ一３／１０ｎｍ；ｐ－ＧａＮ层，掺杂浓度为５×１０１７ｃｍ～，厚度３３０ｎｍ．将ＧａＮ外延片进行有机和无机清洗，然后切割成大小约１ｍｍ×１ｍｍ的样品，通过光刻及显影制作光刻胶掩模，光刻胶厚度约３．３肚ｍ，随后使用烘箱进行３０ｒａｉｎ的坚膜以使光刻胶中的溶剂蒸发并固化光刻胶．２．２方法及设备改变ＩＣＰ系统的参数进行实验，在刻蚀过程中—记录直流偏压（ＤＣｂｉａｓ）读数．使用台阶仪测量刻蚀后的样品表面台阶，使用有机溶剂去除残留的光刻胶后再次测量表面台阶，计算ＧａＮ材料的刻蚀速率及ＧａＮ与光刻胶的选择比．使用的半导体材料刻蚀设备为聚昌科技股份有限公司制造的Ｃｉｒｉｅ一２００型双腔体电感耦合等离子体刻蚀系统，参照刻蚀程序设定为：ＩＣＰＰｏｗｅｒ一７００Ｗ；ＲＦＰｏｗｅｒ一１００Ｗ；Ｐｒｅｓｓｕｒｅ一５ｍＴｏｒｒ；Ｃ１２／ＢＣｌ３／Ｎ２Ｆｌｏｗ一４０／５／１０ｓｃｃｍ；刻蚀时间恒定为４００Ｓ．通过改变刻蚀过程中的单一参数，研究ＩＣＰ刻蚀的参数对刻蚀速率、选择比及直流偏压——（ＤＣＢｉａｓ）的影响．其中ＤＣＢｉａｓ电压是指在等离子体区域与衬底之间形成的直流自偏置电压，它反映了反应离子获得的加速能量［１２。．３实验与讨论３．１氯气比例对ｌＯＰ刻蚀的影响保持ＩＣＰＰｏｗｅｒ＝７００Ｗ，ＲＦＰｏｗｅｒ一１００Ｗ，Ｐｒｅｓｓｕｒｅ＝５ｍＴｏｒｒ及刻蚀时间４００Ｓ不变，改变气体比例进行实验，研究刻蚀气体比例对刻蚀速率和刻蚀选择比的影响．实验设定总流量不变，Ｃｌ。与ＢＣｌ。气体比例变化列于表１．通过实验及计算得到—的刻蚀速率、ＧａＮ与光刻胶选择比和直流偏压ＤＣＢｉａｓ随Ｃｌ。比例的变化的曲线见图１．表１ＣＩｚ流量变化值Ｔａｂｌｅ１Ｃ１２ｇａｓｆｌｏｗｒａｔｅ他∞∞骺蛎码弘驼∞曲弘明佗硒如加加ｍ加加ｍ鸲毖卯趴硒知蛇万方数据材料研究与应用从图ｌ可见，随着氯气比例的增加，刻蚀速率逐渐上升，而选择比总趋势是下降的，直流偏压则变化幅度很小．这是由于当Ｃｌ：比例增大时，化学刻蚀的主要反应物质Ｃｌ原子密度增大，推动反应向正向进行，刻蚀速率从Ｃ１：比例为３２．７％时的４．３ｎｍ／ｓ升高到Ｃ１。比例为７６．４％时的６．５ｎｍ／ｓ．当Ｃｌ：比例增加时，物理刻蚀的比例减弱，化学刻蚀占主导，化学刻蚀对有机性质的光刻胶腐蚀影响更大，ＧａＮ与光刻胶的选择比逐渐减小，从Ｃｌ。比例为３２．７％时的１３．４降到Ｃｌ：比例为７６．４％时的３．１．直流偏压的变化幅度很小，这是因为直流偏压与等离子体的密度和能量相关，而在保持气体总量不变的条件下，仅仅改变气体比例不会影响等离子体密度与所获得的能量，所以直流偏压的变化很小．１４１２丑辙１０蚓堡８篓６坚０４２图１ＧａＮ刻蚀速率、刻蚀选择比及直流偏压随Ｃ１：比例的变化Ｆｉｇ．１ＥｔｃｈｒａｔｅｓｏｆＧａＮ，ｅｔｃｈｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｏｖｅｒｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｄＤＣｂｉａｓａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆ％Ｃ１２ｉｎＣ１２／ＢＣｌ３／Ｎ２ｇａｓｃｈｅｍｉｓｔｒｙ３．２腔体压力对ｌＯＰ刻蚀的影响保持ＩＣＰＰｏｗｅｒ＝７００Ｗ，ＲＦＰｏｗｅｒ＝１００Ｗ，Ｃ１２／ＢＣｌ３／Ｎ２Ｆｌｏｗ一４０／５／１０ｓｃｃｍ，刻蚀时间４００Ｓ不变，改变腔室压力进行实验，研究腔室压力对刻蚀速率和刻蚀选择比的影响．实验设定腔室压力分别为４，５，８，１１，１４，１７，２０和３０ｍＴｏｒｒ．图２为刻蚀速率、ＧａＮ与光刻胶材料选择比和—直流偏压ＤＣＢｉａｓ随气压的变化曲线．从图２可见：随着气压的增加，刻蚀速率在１１ｍＴｏｒｒ时达到最大值７．３７ｎｍ／ｓ，然后逐渐下降，在腔体气压为３０ｍＴｏｒｒ时变为４．２８ｎｍ／ｓ；ＧａＮ与光刻胶的选择比从４ｍＴｏｒｒ时的２．３７降低为３０ｍＴｏｒｒ时的１．１８，—总体呈下降趋势；ＤＣｂｉａｓ直流偏压持续增大，从４ｍＴｏｒｒ时的１３２．５Ｖ增大到３０ｍＴｏｒｒ时的３５０．５Ｖ．图２ＧａＮ刻蚀速率、刻蚀选择比及直流偏压随腔室气压的变化Ｆｉｇ．２ＥｔｃｈｒａｔｅｓｏｆＧａＮ．ｅｔｃｈｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｏｖｅｒｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｄＤＣｂｉａｓａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ在等离子体刻蚀过程中，当气压升高时刻蚀速率首先增大随后会减小．这是因为随着压强增大，腔体中注入的气体分子数量增大，电离形成的等离子的体密度也随之增大，更多的粒子参与到与材料反应中，使刻蚀速率增加．但是随着压强继续增大，等离子体的产生过程趋于饱和，参与刻蚀过程的粒子比例减少，同时粒子密度增大也会使碰撞复合过程增强，单个等离子体的能量减少，这两个原因使得刻蚀速率降低．选择比整体变化是呈下降趋势，这是因为等离子体密度增大，对光刻胶的轰击更剧烈，光刻胶的刻蚀速率迅速增加．当ＩＣＰ刻蚀的腔体压力增大时，由于ＲＦＰｏｗｅｒ固定为１００Ｗ，单个等离子体获得的能量减少，同时高密度的粒子发生散射也会使得直流偏压不断增大．３．３ｌＯＰ功率对ｌＯＰ刻蚀的影响保持ＲＦＰｏｗｅｒ一１００Ｗ，Ｐｒｅｓｓｕｒｅ一５ｍＴｏｒｒ，Ｃ１２／ＢＣｌ３／Ｎ２Ｆｌｏｗ一４０／５／１０ｓｃｃｍ，刻蚀时间４００Ｓ不变，改变ＩＣＰ功率进行实验，研究ＩＣＰ功率对刻蚀速率和刻蚀选择比的影响．实验设定ＩＣＰ功率分别为１００，２００，３００，４００，５００，６００和７００Ｗ进行实验．图３为刻蚀速率、ＧａＮ与光刻胶选择比和直流偏压ＤＣ－Ｂｉａｓ随ＩＣＰ功率的变化曲线．从图３可见：随着上电极功率的增加，刻蚀速率从１００Ｗ时的丑转蚓垡暴采唧焉ｏ５４３２ｌ０万方数据第１０卷第３期任远，等：电感耦合等离子体刻蚀ＧａＮ材料的工艺研究１．３２ｎｍ／ｓ升高到６００Ｗ时的６．５４ｎｍ／ｓ，随后有所下降，在８００Ｗ时减少为６．０３ｎｍ／ｓ；ＧａＮ与光刻胶的选择比变化规律不是很明显，开始呈上升趋势，而在５００—Ｗ之后的条件下有起伏；ＤＣｂｉａｓ直流偏压是持续减小的，从１００Ｗ时的３９４Ｖ减小到８００Ｗ时的１２５．５Ｖ．ＩＣＰ功率对等离子体的密度有很大影响，气体的电离程度会随之增大而加强，从而使得参与化学刻蚀的粒子数目增多，刻蚀速率增大；而当ＩＣＰ功率增大到一定程度时，Ｃ１：／ＢＣｌ。电离饱和，等离子体的热运动开始起主导作用，粒子之间的碰撞复合使得到达材料表面的有效反应离子能量降低，方向性变差，刻蚀速率也随之下降．—关于直流偏压ＤＣｂｉａｓ的变化，文献［１３３报道指出，随着ＩＣＰ功率的增大，等离子体产生的方式会由Ｅ模式（电容耦合模式）转变为Ｈ模式（电感耦合模式），相对应的偏压会先升高而后降低．在本实验测量的数据中，直流偏压一直呈下降状态，认为由于腔体工作气压恒定为一个较小的数值５ｍＴｏｒｒ，电容耦合模式提早结束，离子束的密度是随ＩＣＰ功率提高而正向增大的，因此直流偏压也在整体上表现为下降趋势．Ⅵ１ＣＰ功率，图３ＧａＮ刻蚀速率、刻蚀选择比及直流偏压随ＩＣＰ功率的变化Ｆｉｇ．３ＥｔｃｈｒａｔｅｓｏｆＧａＮ，ｅｔｃｈｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｏｖｅｒｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｄＤＣｂｉａｓａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＩＣＰＰｏｗｅｒ３．４ＩｑＦ功率对ｌＯＰ刻蚀的影响保持ＩＣＰＰｏｗｅｒ＝７００Ｗ，Ｐｒｅｓｓｕｒｅ＝５ｍＴｏｒｒ，Ｃ１ｚ／ＢＣｌ３／Ｎ２Ｆｌｏｗ一４０／５／１０ｓｃｃｍ，刻蚀时间４００Ｓ不变，改变ＲＦ功率进行实验，研究ＲＦ功率对刻蚀速率和刻蚀选择比的影响．实验设定ＲＦ功率分别为２０，５０，８０，１００，１１０，１４０和１７０Ｗ．图４为刻蚀速率、ＧａＮ与光刻胶选择比和直流偏压ＤＣ－Ｂｉａｓ随ＲＦＰｏｗｅｒ的变化曲线．从图４可见：随着ＲＦ功率的增加，刻蚀速率从２０Ｗ时的０．７４ｎｍ／ｓ升高到２００Ｗ时的１０．１４ｎｍ／ｓ；ＧａＮ与光刻胶的选择比变化规律是开始呈上升趋势，由２０Ｗ时的０．７０上升到１１０Ｗ时的６．３２，随后逐渐下降，在２００—Ｗ时降为２．３１；ＤＣｂｉａｓ直流偏压是持续增大的，从２０ｗ时的２３Ｖ升高到２００Ｗ时的２６２Ｖ．６＿避斓４垒骶安抒Ｚ２００图４ＧａＮ刻蚀速率，刻蚀选择比和直流偏压随ＲＦ功率的变化Ｆｉｇ．４ＥｔｃｈｒａｔｅｓｏｆＧａＮ，ｅｔｃｈｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｏｖｅｒｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｄＩＸ；ｂｉａｓａｓａｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆＲＦＰｏｗｅｒ等离子体获得的能量与ＲＦ功率密切相关，离子在电场的加速下，获得的速率越快，同时方向性也越好，对材料表面的轰击也得到增强．离子轰击不仅会打断共价键，腐蚀ＧａＮ材料，同时也带走了材料表面的刻蚀生成物和聚合物等．ＲＦ功率对物理刻蚀的影响很大，因而也会增加对材料的损伤，高能量的等离子体撞击材料进而破坏晶格排列，会使器件的反向漏电特性劣化，刻蚀后进行高温退火能够部分修复离子轰击引入的损伤［１４Ｉ，因此选择合适的ＲＦ功率至关重要．直流偏压逐渐增大是离子获得更多能量的一个表征，它随ＲＦ功率增大而同向增大．光刻胶与ＧａＮ材料的选择比在本实验中的数值并不准确，因为经过４００Ｓ长时间刻蚀后，大部分掩膜已经被破坏，仅提供参考意义．通过对ＩＣＰ刻蚀工作参数的研究，选取了合适的羞杰｝嫂垡燕米岬ＮＢｏ５４３２ｌ０万方数据２１８材料研究与应用２Ｏ１６刻蚀速率、较高的选择比及较低的直流偏压，即ＩＣＰＰｏｗｅｒ一７００Ｗ．ＲＦＰｏｗｅｒ一８０Ｗ．Ｐｒｅｓｓｕｒｅ一１１ｍＴｏｒｒ，Ｃ１２／ＢＣｌ３／Ｎ！Ｆｌｏｗ一４０／５／１０ｓｃｃｍ．使用光刻胶作为掩模刻蚀了１．８３７肚ｍ深度的ＧａＮ材料，使用ＦＥＩＱｕａｎｔａ６５０扫描电镜观测了样品截面形貌（图５）．从图５可见：样品表面的光刻胶平整光滑，表明其对掩膜下方的ＧａＮ材料仍具有良好的保护性能；刻蚀台阶整齐连续，刻蚀倾角控制在７５。以内，这对后续Ｉ．ＥＤ器件的电学性能及出光效率都有改善作用．图５刻蚀后的ＧａＮ样品的ＳＥＭ截面图Ｆｉｇ．５ＳＥＭ—ｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎａｌｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｏｆｅｔｃｈｅｄＧａＮｓａｍｐｌｅ４结论本文采用Ｃ１７，ＢＣｌ。，Ｎ？作为反应气体，利用电感耦合等离子体刻蚀（ＩＣＰ）技术对ＧａＮ刻蚀工艺中的刻蚀速率、ＧａＮ与光刻胶选择比以及直流偏压做了研究．结果表明：ＧａＮ材料的刻蚀速率主要受ＩＣＰ功率与ＲＦ功率的影响，其中随着ＩＣＰ功率增大刻蚀速率会逐渐饱和；氯气比例的增加对ＧａＮ与光刻胶的选择比影响最大；直流偏压会随着ＩＣＰ功率提高而降低，随着腔室气压或ＲＦ功率增大而升高．研究结果对调节ＧａＮ材料刻蚀速率和刻蚀、提高ＧａＮ器件性能，以及缩小器件尺寸有重要意义．参考文献：［１］ＳＣＨＵＢＥＲＴＥ—Ｆ．ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅｓ［Ｍ］．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ：Ｃａｍｂｒｉｄｇｅｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｐｒｅｓｓ，２００６．［２］ＮＡＫＡＭＵＲＡＳ，ＭＵＫＡＩＴ，ＳＥＮＯＨＭ，ｅｔａ１．Ｔｈｅｒｍａｌａｎｎｅａｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｎｐ－ｔｙｐｅ—ＭｇｄｏｐｅｄＧａＮｆｉｌｍｓ［Ｊ］．ＪｐｎＪＡｐｐｌＰｈｙｓ，１９９２，３１（２Ｂ）：Ｌ１３９一Ｉ。１４２．［３］ＡＭＡＮＯＨ，ＫＩＴ（）Ｍ，ＨＩＲＡＭＡＴＳＵＫ，ｅｔ—ａ１．Ｐｔｙｐｅｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｉｎ——ＭｇｄｏｐｅｄＧａＮｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈ—ｌｏｗ。ｅｎｅｒｇｙｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ（ＬＥＥＢＩ）［Ｊ］．ＪｐｎＪＡｐｐｌＰｈｙｓ，１９８９，２８（１２）：Ｌ２１１２一Ｉ。２１１４．［４］ＲＥＮＦ，ＨＡＮＪ，ＨＩＣＫＭＡＮＲ，ｅｔａ１．ＧａＮ／Ａ１ＧａＮＨＢＴ—ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０００，４４（２）：—２３９２４４．［５］韩郑生．半导体制造技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００４．［６］顾长志．微纳加工及在纳米材料与器件研究中的应用［Ｍ］．北京：科学出版社，２０１３．［７］夸克Ｍ，ＱＵＩＲＫＭ，ＳＥＲＤＡＪ，等．半导体制造技术［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００４．Ｅ８］ＧＯＮＧｚ，ＬＩＵＮＹ，ＴＡＯＹＢ，ｅｔａ１．Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ。ｓｐｅｃｔｒａｌａｎｄｏｐｔｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ—ｙｅｌｌｏｗｇｒｅｅｎａｎｄａｍｂｅｒ—ｍｉｃｒｏｐｉｘｅｌａｔｅｄＩｎＧａＮ—ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ［Ｊ］．ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，２７（１）：—１５００３１５００９．［９］ＣＨＥＮＷ，ＨＵＧ，ＪＩＡＮＧＪ，ｅｔａ１．ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙｄｒｉｖｅｎｓｉｎｇｌｅｐｙｒａｍｉｄＩｎＧａＮ／ＧａＮｍｉｃｒｏ—ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｇｒｏｗｎｏｎｓｉｌｉｃｏｎｓｕｂｓｔｒａｔｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤｉｓｐｌａｙ—Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１５，１１（３）：２８５２９１．［１０］ＬＩＵＣ，ＣＡＩＹ，ＺＯＵｘ，ｅｔ—ａ１．ＬｏｗＬｅａｋａｇｅ—ｈｉｇｈｂｒｅａｋｄｏｗｎｌａｔｅｒａｌｌｙｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ—ＨＥＭＴＩ。ＥＤｖｉａ—ｎＧａＮＥｌｅｃｔｒｏｄｅ［Ｊ］．ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒｓ，—２０１６，２８（１０）：１１３０１１３３．［１１］宋颖娉，郭霞，艾伟伟．等．Ｃ１ｚ／ＢＣｌ。ＩＣＰ刻蚀ＧａＮ基ＬＥＤ的规律研究［Ｊ］．微纳电子技术，２００６，４３（３）：—１２５１２９．［１２］ＺＨＯＵＳ，ＣＡＯＢ。Ｌ１ＵＳ．ＯｐｔｉｍｉｚｅｄＩＣＰｅｔｃｈｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｏｂｌｉｑｕｅＧａＮｓｉｄｅｗａｌｌａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＬＥＤ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＡ，２０１１，１０５（２）：３６９－３７７．ｒ１３］ＫＥＭＰＫＥＳＰ，ＳＩＮＧＨＳＶ，ＰＡＲＧＭＡＮＮＣ，ｅｔａ１．ＴｅｍｐｏｒａｌｂｅｈａｖｉｏｕｒｏｆｔｈｅＥｔｏＨｍｏｄｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｉｎａｎｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄａｒｇｏｎｄｉｓｃｈａｒｇｅ［Ｊ］．ＰｌａｓｍａＳｏｕｒｃｅｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，１５（３）：３７８．［１４］ＨＡＨＮＹＢ，ＣＨ（）ＩＲＪ，ＨＯＮＧＪＨ，ｅｌ—ａ１．Ｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙ—ｐｌａｓｍａｉｎｄｕｃｅｄｅｔｃｈｄａｍａｇｅｏｆＩｎＧａＮ／ＧａＮｍｕｌｔｉｐｌｅｑｕａｎｔｕｍｗｅｌｌ—ｌｉｇｈｔｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄ—Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００２，９２（３）：１１８９１１９４．（下转第２３２页）万方数据２３２材料研究与应用２０１６————————————————————————————————————————————————————————————一一。ＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｃｏｂａｌｔｉｎｃｏｂａｌｔｃｈｒｏｍｉｕｍｃｅｒａｍｉｃａｌｌｏｙｂｙｉｏｄｏｍｅｔｒｙＭＡＩＬｉｂｉ，ＸＵＪｉｅｙｕ，ＣＨＥＮＸｉａｏ［ａｎ，ＣＨＥＮＸｉａｏｄｏｎｇＧｕａｎｇｄｏｎｇＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＴｅｓｔｉｎｇ“”Ｃｅｎｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｚｈｏ５１０６５１。ＣｈｉｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｏｄｏｍｅｔｒｙｉｓｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｃｏｂａｌｔｉｎｃｏｂａｌｔｃｈｒｏｍｉｕｍｃｅｒａｍｉｃａｌｌｏｙ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓ０．１１％（，？一１１）．Ｔｈｅｇｏｏｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｎｉｃｋｅｌ一ｉｒｏｎｃｅｒａｍｉｃａｌｌｏｙｉｎｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｏｔａｌｃｏｂａｌｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｂａｌｔｃｈｒｏｍｉｕｍｃｅｒａｍｉｃａ¨ｏｙ；ｃｏｂａｌｔ；ｔｅｆｌｏｎ；ａｕｔｏｃｌａｖｅ；ｉｏｄｏｍｅｔｒｙ≤≤‘鲻篮《蓝篮蝼妊《《簦懿盛簌娃《蛙然鲻型《搿彰簦盛搿盛篮《《《蓝逝篮ｉ鳌耋篮连逝迓；鼗蠹醛鲨迸泣迄耋出錾《（上接第２１８页）ＳｔｕｄｙｏｆｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄｐｌａｓｍａｅｔｃｈｉｎｇｏｆＧａＮＲＥＮＹｕａｎ，ＬＩＵＸｉａｏｙａｎ，ＬＩＵＪｉｕｃｈｅｎｇ，ＬＩＵＮｉｎｇｙａｎｇ，ＣＨＥＮＺｈｉｔａｏＧｕａｎｇｄｏｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ”５１０６５０，ＣｈｉｏＡｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｆｕｒｔｈｅｒｒｅｇｕｌａｔｅｔｈｅｋｅｙｆｅａｔｕｒｅｓｉｚｅｏｆＧａＮｍａｔｅｒｉａｌｅｔｃｈｉｎｇ，ｒｅｄｕｅｅｔｈｅＧａＮｍａｔｅｒｉａｌｅｔｃｈｉｎｇｄａｍａｇｅ，ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄｐｌａｓｍａ（ＩＣＰ）ｅｔｃｈｉｎｇｏｆＧａＮｉｓｓｙｓｔｅｍｉｃａｌｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｃｈａｎｇｉｎｇＣｌｅ／ＢＣｌ３／Ｎ２ｇａｓｍｉｘｉｎｇｒａｔｉｏ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅＩＣＰｐｏｗｅｒａｎｄＲＦｐｏｗｅｒ．Ｔｈｅｅｔｃｈｉｎｇｒａｔｅ，ｅｔｃｈｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｏｆＧａＮｏｖｅｒＰｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｄ—ＤＣｂｉａｓｉｓｓｔｕｄｉｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｈａｎｇｅｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｅｔｃｈｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｕｓｅｄｆｏｒｍｅｓａｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅＬＥＤｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ。ｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｄｅｐｔｈｏｆ１．８３７ｍｉｃｒｏｎｓｏｆＧａＮｗａｓｅｔｃｈｅｄｕｓｉｎｇｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔａｓｔｈｅｍａｓｋ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｉｓｓｍｏｏｔｈ．Ｅｔｃｈｉｎｇｓｔｅｐｉｓｓｈａｒｐｗｉｔｈａｎａｎｇｌｅｌｅｓｓｔｈａｎ７５Ｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＣＰｅｔｃｈｉｎｇ；ＧａＮ；ｅｔｃｈｉｎｇ—ｒａｔｅ；ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ；ＤＣＢｉａｓ万方数据