Плазменное травление структур GaN/AlGaN в хлорсодержащей среде Cl₂/Ar/O₂

Рассмотрено травление гетероструктур GaN/AlGaN на установке Sentech SI-500 с источником индуктивно-связанной плазмы. Травление проводилось в хлорсодержащей газовой смеси Cl₂/Ar с добавкой различных количеств кислорода. Исследовано влияние различных технологических факторов на скорость травления и селективность травления между слоями GaN и AlGaN: количество кислорода в газовой смеси, мощность источника индуктивно-связанной плазмы, высокочастотная мощность. Установлены режимы травления, при которых селективность травления слоев GaN/AlGaN достигает 30:1. С помощью разработанной технологии плазменного травления подготовлен маршрут изготовления транзисторов на основе гетероструктур с проводящими cap-слоями. Показано улучшение характеристик при использовании проводящего cap-слоя за счет уменьшения контактного сопротивления и сопротивления канала. Получены значения плотности тока 380 мА/мм и крутизны 143 мСм/мм.

1. Балакирев А., Туркин А. Перспективы нитрида галлия в СВЧ-электронике. Решения компании RFHIC // Электроника: наука, технология, бизнес. 2015. № 4(144). С.64-68.

2. Туркин А.Н. Гетероструктуры на основе GaN в СВЧэлектронике: обзор работ // Электроника: наука, технология, бизнес. 2018. № 6. С.1-4.

3. Боднарь Д. Нитрид галлия − премьер среди новых материалов полупроводниковой микроэлектроники // Компоненты и технологии. 2018. №4. С.134-137.

4. Павлов А.Ю., Гамкрелидзе С.А., Томош К.Н. и др. Технология изготовления взаимодополняющих транзисторов на нитриде галлия // Проблемы разработки перспективных микро- и наносистем. 2018. №3. С.69-74. DOI: https://doi.org/10.31114/2078-7707-2018-3-69-74

5. Wang W.K., Lin P.-C., Lin C.-H. et al. Performance enhancement by using the n/sup+/GaN cap layer and gate recess technology on the AlGaN-GaN HEMT fabrication // IEEE Electron device letter. 2005. Vol.26. №1. P.5-7. DOI: https://doi.org/10.1109/LED.2004.840395

6. Zhelannov A.V., Seleznev B.I. Improvements in the performance of the n+ cap-layer GaN in the formation of transistor structures based on AlGaN/GaN // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol.441. Article number: 012065.

7. Heikman S., Keller S., Y.Wu et al. Polarization effects in AlGaN/GaN and GaN/AlGaN/GaN heterostructures // J. Appl. Phys. 2003. Vol.93. P.10114-10118. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1577222

8. Желаннов А.В., Ионов А.С., Петров А.В., Селезнев Б.И. Использование технологии микропрофилирования при формировании приборных структур на основе нитрида галлия // Нано- и микросистемная техника. 2017. Т.19. №7. С.399-405. DOI: https://doi.org/10.17587/nmst.19.399-405

9. Reeves G.K., Harrison H.B. Obtaining the specific contact resistance from transmission line model measurements // IEEE Electron Device Letters. 1982. Vol.3. №5. P.111-113. DOI: 10.1109/EDL.1982.25502