p-GaN在不同掩膜和刻蚀气体中的ICP刻蚀

摘要

p-GaN栅沟槽侧壁与AlGaN表面特性直接影响栅注入（GIT）型AlGaN/GaN HEMT器件的输出特性及击穿特性。对比研究了两种刻蚀气体（SF6/BCl3和Cl2/N2/O2）及不同的刻蚀掩膜层（SiO2,Si3N4和光刻胶）对AlGaN上p-GaN的选择性刻蚀结果,利用原子力显微镜（AFM）对刻蚀沟槽的表面形貌进行表征,并通过I-V测试其电学性能。结果显示,以Cl2/N2/O2为刻蚀气体,且体积流量为18,10和2 cm^3/min时,p-GaN刻蚀速率稳定且与AlGaN的刻蚀选择比较高（约30）,并且可使p-GaN刻蚀自动停止在AlGaN界面处。此外,以Si3N4作为刻蚀掩膜,可以获得表面光滑、无微沟槽且侧壁垂直度较好的沟槽结构。采用上述刻蚀工艺制备的GIT结构器件的漏端关态电流相比肖特基栅降低约2个量级,阈值电压约为0.61 V,峰值跨导为36 m S/mm。