Plasmaätzprozess für Galliumnitrid

// Elektronik und Elektrotechnik // Material- und Werkstofftechnik
Ref-Nr: 14774

Einleitung / Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ätzen von Nanosäulen aus einem Galliumnitrid-Substrat, bei dem ein Ätzgas verwendet wird, das Wasserstoff und Schwefelhexafluorid enthält. Ein solcher Prozess kann zum Herstellen von Leuchtdioden oder anderen optischen Bauteilen benutzt werden.

Abb. 1: umgewandeltes Galliumnitrid-Substrat

Hintergrund

Bei bekannten Ätzverfahren wird Chlor verwendet. Nachteilig ist hierbei ist, dass es zu einer hochgradig toxischen Ätzatmosphäre kommt und daher aufwendige Sicherheitsmaßnahmen notwendig sind.
Bislang werden bei Galliumnitrid Ätzraten von bis zu 100 Nanometer pro Minute erreicht. Für eine wirtschaftliche Fertigung ist eine höhere Ätzrate gewünscht.

Lösung

Die Erfindung bietet ein Verfahren zum Ätzen einer III/V-Verbindung, bei dem ein Ätzgas verwendet wird, das zwischen 2 % und 20 % Schwefelhexafluorid enthält. Es lassen sich Ätzraten von über 450 Nanometern pro Minute erreichen. Ein weiterer Vorteil ist, dass kein Chlor be-nutzt wird. Es entstehen dadurch weniger problematische Reaktionsprodukte, so dass auf aufwendige Sicherungsmaßnahmen ver-zichtet werden kann. Es ist zudem eine hohes Aspektverhältnis von größer als vier erreichbar, was das Verfahren zur Herstellung von Mikro- und Nanosäulen qualifiziert. Die entstehenden Oberflächen sind zudem sehr glatt. Abb. 1 zeigt derart erzeugte Mikrosäulen, die einen Durchmesser von 2,5 µm und eine Höhe von ca. 15 µm aufweisen. Das Verfahren kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden.

Vorteile

Ätzprozess für Galliumnitrid ohne Verwendung von Chlor hohe Ätzraten

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