[发明专利]基片刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种基片刻蚀方法。

背景技术

GaN(氮化镓)因具有良好的电学特性而成为制备LED等光电器件和大功率电子器件的理想材料。通常，绝大多数GaN是在蓝宝石衬底上外延生成的，但是，由于GaN和蓝宝石衬底相比，二者的晶格常数以及热膨胀系数的差别很大，造成生成的GaN外延层产生位错，且缺陷密度较大。PSS(Patterned Sapp Substrates，图形化蓝宝石衬底)因其可以有效减少外延层位错和缺陷，是目前制作GaN基LED器件普遍应用的一种衬底材料，但是，由于该蓝宝石衬底具有很高的硬度和化学稳定性，导致对在蓝宝石衬底上生长的GaN外延层进行刻蚀的难度较大，因此，在制造GaN基LED器件的工艺过程中，PSS刻蚀工艺是提高工艺质量的一个很关键的环节。

目前，在采用电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，以下简称ICP)设备对GaN外延层进行刻蚀时，例如，在12英寸ICP设备中，通常采用Cl₂(氯气)作为刻蚀气体，这在实际应用中不可避免地存在以下问题，即：由于在刻蚀过程中从GaN外延层析出的O(氧)与Ga形成GaO，GaO会在GaN外延层的表面形成硬掩膜，该硬掩膜的存在会导致GaN槽(即，刻蚀蓝宝石衬底上的GaN外延层所形成的槽状结构)底部形成大量的针状物(Pillar)，从而工艺质量较差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种基片刻蚀方法，其可以减少甚至避免GaN槽底部的针状物的出现，从而提高工艺质量。

为实现本发明的目的而提供一种基片刻蚀方法，包括以下步骤：

向反应腔室内输入由氯气和氯化物气体混合的刻蚀气体；

向反应腔室施加激励功率，以使所述刻蚀气体形成等离子体；

向待处理基片施加偏压功率，以使所述等离子体刻蚀待处理基片。

其中，所述氯化物气体包括氯化硼或氯化硅。

其中，在向反应腔室内输入由氯气和氯化物气体混合的刻蚀气体的步骤中，在输入所述刻蚀气体的同时，向反应腔室内输入氩气。

其中，所述激励功率的范围在300～500W，且所述偏压功率的范围在100～200W。

优选地，按预定比例施加所述激励功率和偏压功率，且所述预定比例的范围在4∶1～5∶1。

其中，所述反应腔室的腔室压力的范围在2～4mT。

其中，所述氯气的气体流量范围在90～120sccm，且所述氯化硼的气体流量范围在5～15sccm。

其中，所述刻蚀方法用于进行GaN刻蚀。

其中，工艺时间为20-30min。

优选地，所述激励功率为400W，所述偏压功率为120W，腔室压力为3mT，所述氯气的气体流量为110sccm，所述氯化硼的气体流量为10sccm，工艺时间为29min。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的基片刻蚀方法，通过将氯气和氯化物气体的混合气体作为刻蚀气体，这与现有技术中仅以氯气作为刻蚀气体相比，可以在刻蚀过程中借助氯化物气体中被电离出的阳离子与从GaN外延层析出的O结合，从而可以避免在GaN外延层的表面形成硬掩膜，进而可以在一定程度上减少GaN槽底部形成的针状物的数量，提高工艺质量。

附图说明

图1为本发明提供的基片刻蚀方法的流程框图；

图2a为采用现有的刻蚀方法刻蚀获得的GaN槽侧壁的扫描电镜图；

图2b为采用现有的刻蚀方法刻蚀获得的GaN槽底部的扫描电镜图；

图3a为采用本发明提供的基片刻蚀方法刻蚀获得的GaN槽侧壁的扫描电镜图；

图3b为采用本发明提供的基片刻蚀方法刻蚀获得的GaN槽底部的扫描电镜图；

图4a为采用本发明提供的基片刻蚀方法进行第二组实验获得的GaN槽侧壁的扫描电镜图；

图4b为采用本发明提供的基片刻蚀方法进行第二组实验获得的GaN槽侧壁的扫描电镜局部放大图；以及

图4c为采用本发明提供的基片刻蚀方法进行第二组实验获得的GaN槽底部的扫描电镜图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的基片刻蚀方法进行详细描述。

图1为本发明提供的基片刻蚀方法的流程框图。请参阅图1，该方法包括以下步骤：

将待处理的基片放入反应腔室；