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摘要
? ? ? 濕法化學(xué)蝕刻的光增強(qiáng)已被證明是制造和分析第三族氮化物材料的有用工具。?通常半導(dǎo)體的光增強(qiáng)濕法蝕刻取決于照射源的波長(zhǎng)和強(qiáng)度、電解質(zhì)的性質(zhì)以及半導(dǎo)體的摻雜和帶隙。在III族氮化物材料的情況下，材料的高密度螺紋位錯(cuò)也對(duì)蝕刻過(guò)程的蝕刻速率和形態(tài)產(chǎn)生重要影響。當(dāng)選擇性蝕刻較低帶隙的銦鎵氮時(shí)，這種蝕刻停止層包括氮化鎵。
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實(shí)驗(yàn)
? ? ? 由金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積形成的~MOCVD，生長(zhǎng)在(11 02)r面藍(lán)寶石襯底上，產(chǎn)生平面(112±0)a-GaN薄膜和~2。通過(guò)橫向外延過(guò)度生長(zhǎng)產(chǎn)生了基本上低位錯(cuò)密度的材料。GaN的非極性a面沿生長(zhǎng)方向，極性Ga面和N面暴露。這些襯底允許我們確定位錯(cuò)依賴蝕刻的蝕刻速率和形態(tài)低缺陷密度對(duì)高缺陷密度。和晶體學(xué)相關(guān)刻蝕鎵面vs N面GaN，在相同的蝕刻條件下進(jìn)行。
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圖2
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圖3
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討論
? ? ??為了進(jìn)一步了解光照對(duì)氮化鎵極性依賴性和位錯(cuò)依賴性蝕刻的作用，我們還在沒(méi)有光照的氫氧化鉀中對(duì)這種材料進(jìn)行了簡(jiǎn)單的蝕刻。2.2 M氫氧化鉀中無(wú)光照24小時(shí)后的蝕刻。由于沒(méi)有施加照明，位錯(cuò)不會(huì)通過(guò)捕獲光生空穴而影響蝕刻過(guò)程。因此低錯(cuò)位區(qū)域之間沒(méi)有顯著差異翼。而且高位錯(cuò)位開(kāi)窗-觀察區(qū)域。在此腐蝕條件下，鎵翼頂部和鎵面沒(méi)有觀察到明顯的腐蝕。至于沒(méi)有照明的N面氮化鎵，蝕刻仍然會(huì)發(fā)生，但蝕刻速率比有照明時(shí)低兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
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總結(jié)
? ? ? ?通過(guò)橫向外延過(guò)度生長(zhǎng)形成的非極性a面氮化鎵的光電化學(xué)濕法刻蝕。與低位錯(cuò)“翼”區(qū)域相比，高位錯(cuò)“窗口”區(qū)域中的不同蝕刻行為清楚地顯示了穿透位錯(cuò)對(duì)蝕刻速率和蝕刻形態(tài)的影響。對(duì)低位錯(cuò)密度材料中N面的晶體蝕刻的觀察提供了一種表面紋理化的直接方法，這對(duì)于諸如氮化鎵基發(fā)光二極管中的增強(qiáng)光提取等應(yīng)用可能是重要的。
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