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蚀刻
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2025-01-20 | 90 次浏览 | 分享到:

SiNx的厚度就必须愈厚,才能够应付长时间的蚀刻而不至于尚未达到所需蚀刻深度时上方的蚀刻阻挡层已经消耗殆尽。因此要蚀刻顶部发光(top emission)氧化局限面射型雷射结构时,以850nm 发光波长为例,通常需要蚀刻超过4微米深度才能到达活性层,如果所使用的 RIE 设备对于 SiNx  AIGaAS/GaAs 材料蚀刻选择比为14,那么用来作为蚀刻阻挡层的SiNx厚度至少要1微米,考量到还需剩下足够厚度的SiNx作为选择性氧化制程的表面保护层,实际需要镀上的SiNx至少应该要1.3微米。若要制作长波长1.3微米的面射型雷射,由于每一层的DBR 厚度随着发光波长等比例增加,因此蚀刻深度至少6微米,要直接一次蚀刻6微米到活性层,则需大约2微米厚度的 SiNx做为蚀刻阻挡层。这时候具有较高蚀刻速率与蚀刻选择比的ICP-RIE 必要性就突显出来了。

成长完成 SiNx蚀刻保护层后,就进行标准黄光制程以定义蚀刻图案,在光阻硬烤后利用活性离子蚀刻设备先蚀刻 SiNx,将光罩图案转移到  SiNx蚀刻保护层上。典型的SiNx蚀刻条件为氩气(Ar)流量 5sccmSF620sccm,氦气(He)流量 5sccm,压力50 mTorr,微波功率75W,自偏压(self-bias106.7 伏特;蚀刻0.8微米SiNx约需时630秒,蚀刻2微米SiNx 约需时16分钟,蚀刻速率控制在每分钟0.125微米/分左右,同时利用蚀刻终点监测(end-point detector)监测蚀刻深度,以确保后续欲蚀刻之砷化镓材料表面己确实暴露出来。

SiNx保护层完成蚀刻后,以丙酮加热去除残余光阻,随即以活性离子蚀刻设备进行砷化镓/砷化铝镓分布布拉格反射器之蚀刻制程。典型的 AIGaAs/GaAs 蚀刻参数为氢气流量80sccm,氯气(Cl2)流量2 sccm,氦气流量15 sccm,压力10 mTorr,微波功率100W,自偏压120 Volt,蚀刻1.3微米氧化局限面射型雷射时,为确保紧邻活性层的高铝含量氧化层确实暴露出来,蚀刻深度至少需达到6微米,蚀刻时间约为11 分钟;若要制作850nm氧化局限面射型雷射时,蚀刻深度约为