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InAs/GaSb II类超晶格台面的 ICP 刻蚀研究

Study on ICP dry etching of type II InAs/GaSb superlattices infrared focal plane arrays

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摘要

报道了采用Cl2/N2电感耦合等离子(ICP)组合体刻蚀工艺在InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面台面加工过程中的研究结果, 实验采用分子束外延技术在GaSb衬底上生长的PIN型超晶格材料。结果表明, 气体流量比例直接对刻蚀速率和刻蚀形貌产生影响, 氯气含量越高, 刻蚀速率越大, 当氮气含量增加, 刻蚀速率降低并趋于一定值。当氯气和氮气的流量比例和等离子腔体内压力等参数一定时, 随着温度升高, 刻蚀速率和选择比在有限范围内同时线性增大, 台面的倾角趋于直角, 台面轮廓层状纹理逐渐消失, 但沟道内变得粗糙不平, 并出现坑点。在实验研究范围内, 电感耦合等离子源的ICP功率和RF功率对刻蚀结果产生的影响较小。

Abstract

The results of a Cl2/ N2 inductively coupled plasma (ICP) reactive ion etching process on InAs/GaSb superlattices infrared focal plane arrays were reported. A standard PIN device structure based on GaSb substrate was applied in all samples grown by molecular beam epitaxy. The etching results including etching rate and mesa sidewall profile were affected by gas flow ratios directly, The higher the chlorine content was, the higher the etching rate was. When the nitrogen content increases, the etching rate decreases and tends to a certain value. When other parameters such as chamber pressure et al. were fixed, the etching rate and selection ratio increased linearly with temperature increasing. The mesa tended to be right angle, and the layered texture profile gradually disappeared, while the channel became rough and even pitted. Within the scope of this study, ICP and RF power had little effect on the etching results.

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补充资料

中图分类号:TN304.2;TN305

DOI:10.11972/j.issn.1001-9014.2019.02.008

基金项目:国家自然科学基金(61534006)

收稿日期:2018-07-22

修改稿日期:2018-12-20

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

许佳佳:中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083中国科学院大学, 北京 100049
黄敏:中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083中国科学院大学, 北京 100049
徐庆庆:中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
徐志成:中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
王芳芳:中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
白治中:中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
周易:中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
陈建新:中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083
何力:中国科学院上海技术物理研究所 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室, 上海 200083

联系人作者:许佳佳(xujiajia@mail.sitp.ac.cn)

备注:许佳佳(1986-), 女, 陕西咸阳人, 硕士, 助理研究员, 从事InAs/GaSb II类超晶格红外焦平面探测器器件工艺研究. E-mail: xujiajia@mail.sitp.ac.cn

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引用该论文

XU Jia-Jia,HUANG Min,XU Qing-Qing,XU Zhi-Cheng,WANG Fang-Fang,BAI Zhi-Zhong,ZHOU Yi,CHEN Jian-Xin,HE Li. Study on ICP dry etching of type II InAs/GaSb superlattices infrared focal plane arrays[J]. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2019, 38(2): 171-174

许佳佳,黄敏,徐庆庆,徐志成,王芳芳,白治中,周易,陈建新,何力. InAs/GaSb II类超晶格台面的 ICP 刻蚀研究[J]. 红外与毫米波学报, 2019, 38(2): 171-174

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