CN105810607B - 通过原位刻蚀监控实现p型氮化物增强型hemt的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监控原位刻蚀P型半导体HEMT器件的方法及系统。在本发明的一典型实施案例中，通过将所述刻蚀样品的刻蚀表面直接暴露在等离子体中，并将镀有电极的陪片放置在刻蚀设备内的、与所述样品等效的刻蚀位置，使得所述样品上的刻蚀速率与陪片上的刻蚀速率相同，因此可以通过陪片上两个电极之间电流的变化监测样品上P型半导体的刻蚀情况，之后将得到的电流信号输入到计算机，并以计算机控制刻蚀条件，即可以实现可控、精确及带有反馈的刻蚀工艺。本发明有效的解决了现有刻蚀技术中通过单一的刻蚀条件、单一的刻蚀速率及简单地通过刻蚀时间实现不同的刻蚀深度所导致的诸多缺陷，可以高精度及高重复性的实现P型盖帽层增强型HEMT器件的制备。

Description

通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种对精确复杂的刻蚀工艺进行开发的方法和系统，尤其涉及一种通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法及系统。

背景技术

现有的Ⅲ族氮化物半导体HEMT器件作为高频器件或者高压大功率开关器件使用时，特别是作为功率开关器件时，增强型HEMT器件与耗尽型HEMT器件相比有助于提高系统的安全性、降低器件的损耗和简化设计电路。目前实现增强型HEMT主要的方法有薄的势垒层、凹栅结构、P型盖帽层和F处理等技术。但是每一种技术都存在自身的不足。例如，世界上首支增强型HEMT器件是采用较薄的势垒层来实现的，这种方法不使用刻蚀工艺，所以带来的损伤小，但是由于较薄的势垒层，器件的饱和电流较小，F等离子处理也能实现增强型HEMT器件，并且不需要刻蚀，但是F的等离子体在注入的过程中也会刻蚀势垒层。造成器件性能的降低。P型盖帽层技术不产生离子刻蚀对沟道电子的影响，所以具有较高的饱和电流，在器件制作过程中，一般采用刻蚀的方法将栅以外的P型氮化物刻蚀干净。

然而，在器件的制作过程中，纳米级或亚纳米级的刻蚀对现有的刻蚀设备提出了挑战，特别是具有低选择比的样品刻蚀，如铝镓氮和氮化镓、氧化硅和碳化硅、磁性材料、金属薄膜等，在增强型HEMT器件的制作过程中，一般采用的P型半导体(如P-AlGaN、P-GaN、P-InGaN)等作为HEMT器件的盖帽层，在使用干法刻蚀的过程中(如Cl₂等离子刻蚀)，势垒层与P型半导体具有很小的刻蚀选择比，所以很难控制将P型半导体完全刻蚀，同时刻蚀停止在势垒层AlGaN表面，无法实现刻蚀的自停止，严重影响器件制作的可控性和重复性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种监控原位刻蚀P型半导体HEMT器件的方法、系统及其应用，尤其是涉及精确复杂的刻蚀工艺进行开发的方法和系统，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

一种通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法，其包括：

将刻蚀样品与陪片放置在刻蚀设备内的等效刻蚀位置，以保证刻蚀样品与陪片处于相同的刻蚀条件下，所述陪片具有与所述刻蚀样品相同的外延结构，并且所述陪片具有两个电极，该两个电极通过所述陪片内的二维电子气电连接；

使所述刻蚀样品的刻蚀表面和所述陪片直接暴露在刻蚀环境内，通过监控所述陪片的两个电极之间的电流变化实现对所述刻蚀样品的刻蚀监控，并相应的实时调整刻蚀条件，从而实现P型氮化物增强型HEMT器件的精确、可控的制备。

进一步的，所述P型氮化物增强型HEMT包括主要由势垒层和沟道层组成的异质结构，源、漏、栅电极，P型半导体，源、漏电极通过形成于异质结构中的二维电子气电连接，源、漏电极位于势垒层表面并且通过欧姆接触与二维电子气相连接，栅电极设于源、漏电极之间，在栅电极和势垒层表面之间存在P型半导体。

本发明提出了一种通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的系统，其包括：

陪片，用以在原位刻蚀过程中与刻蚀样品放置在刻蚀设备内的等效刻蚀位置，所述陪片具有与刻蚀样品相同的外延结构，同时所述陪片具有两个电极，该两个电极通过所述陪片内的二维电子气电连接；

电流表，用以在刻蚀过程中实时检测所述陪片的两个电极之间的电流变化；

以及，控制单元，用以在刻蚀过程中实时接收和处理所述陪片的两个电极之间的电流变化信号，并输出反馈指令而实时调控刻蚀条件。

进一步的，所述刻蚀设备选自等离子刻蚀设备，所述等离子刻蚀设备包括反应等离子体刻蚀设备、感应等离子体刻蚀设备或离子束刻蚀设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

(1)本发明提供的监控原位刻蚀P型半导体HEMT器件的方法中，通过陪片上两个电极之间电流的变化，实现对样品的刻蚀过程进行原位的监测，可以有效的避免P型氮化物的过刻蚀和刻蚀不完全的状态出现；

(2)本发明提供的监控原位刻蚀P型半导体HEMT器件的方法中，在刻蚀过程中可以通过陪片上两个电极之间电流的变化作为反馈信号，将反馈信号输入到计算机等控制系统中，经过计算机中特定程序的处理，根据所得结果，对刻蚀条件做进一步的处理，如：压强的变化、功率的变化、气体组份的变化及刻蚀频率的变化等，最终达到较为复杂的刻蚀要求；

(3)本发明提供的监控原位刻蚀P型半导体HEMT器件的系统，可以作为一种新型的刻蚀设备制造，也可以对现有的刻蚀设备进行改造而实现，并且改造过程简单，成本低廉，对于大部分刻蚀设备，如反应等离子体刻蚀、感应等离子体刻蚀、离子束刻蚀等具有较高的兼容性；

(4)本发明制还提供了一种P型增强型HEMT器件的制备方法，使得HEMT器件从原有的耗尽型器件转变成增强型器件，实现高精度及高重复性的P型盖帽层增强型HEMT器件的刻蚀。

附图说明

图1是本发明一典型实施案例中一种通过陪片电流的变化对刻蚀样品进行原位刻蚀监测的工艺原理图；

图2是本发明一典型实施案例中一种陪片的结构示意图；

图3是本发明一典型实施案例中一种耗尽型HEMT器件的结构示意图；

图4是本发明一典型实施案例中一种采用电流原位监控的P型盖帽层增强型HEMT器件的结构示意图；

附图标记说明：1—真空腔室，2—上电极，3—下电极，4—刻蚀控制系统，5—样品，6—陪片，7—电流表，8—等离子体，9—计算机，10—衬底，11—沟道层，12—二维电子气，13—空间层，14—势垒层，15—盖帽层，16—电极1，17—P型氮化物，18—电极2，19—源电极，20—栅电极，21—漏电极。

具体实施方式

下文将对本发明的技术方案作更为详尽的解释说明。但是，应当理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

本发明实施例提供了一种通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法，其包括：

将刻蚀样品与陪片放置在刻蚀设备内的等效刻蚀位置，以保证刻蚀样品与陪片处于相同的刻蚀条件下，所述陪片具有与所述刻蚀样品相同的外延结构，并且所述陪片具有两个电极，该两个电极通过所述陪片内的二维电子气电连接；

使所述刻蚀样品的刻蚀表面和所述陪片直接暴露在刻蚀环境内，通过监控所述陪片的两个电极之间的电流变化实现对所述刻蚀样品的刻蚀监控，并相应的实时调整刻蚀条件，从而实现P型氮化物增强型HEMT器件的精确、可控的制备。

在一些实施方案之中，所述的通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法还包括：在刻蚀过程中，以控制单元实时接收和处理所述陪片的两个电极之间的电流变化信号，并输出反馈指令而实时调控刻蚀条件。

在一较为典型的实施方案中，所述通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法包括以下步骤：

S1、提供刻蚀样品；

S2、可以但不限于在刻蚀样品表面设置图形化掩膜，从而暴露出刻蚀表面，或者直接将样品放置在刻蚀位置；

S3、将所述刻蚀样品的刻蚀表面直接暴露在等离子体中，并将镀有电极的陪片放置在与样品等效的刻蚀位置，以保证刻蚀样品与陪片处于相同的等离子体刻蚀条件下，使得样品上的刻蚀速率与陪片的刻蚀速率相同，因此可以通过陪片上两个电极之间电流的实时变化监测样品的状况。并且可以通过将电流的变化作为输入信号输入到计算机，计算机控制刻蚀的条件，实现可控、精确及带有反馈的刻蚀工艺。

在一些较为具体的实施方案之中，所述刻蚀条件包括所述刻蚀设备的功率、所述刻蚀设备内的气压、所述刻蚀设备内的气体组份，以及所述刻蚀设备的刻蚀频率中的任意一者或两种以上的组合。

在一些实施方案之中，所述刻蚀样品表面覆设有图形化掩膜，且所述刻蚀样品的刻蚀表面从图形化掩膜中暴露出。

在一些实施方案之中，所述陪片表面覆设有图形化掩膜，且所述陪片的刻蚀表面从图形化掩膜中暴露出。

在一些实施方案之中，所述刻蚀样品的刻蚀表面分布于所述刻蚀样品的P型氮化物层中除栅极区域以外的其余区域内。

在一些实施方案之中，所述刻蚀设备采用等离子刻蚀设备。

在一些实施方案之中，所述刻蚀样品的外延层结构中包含待刻蚀层和刻蚀终止层，且所述待刻蚀层与刻蚀终止层之间具有较小的刻蚀选择比，优选为0.5～2，尤其优选为1左右。

在一些实施方案之中，所述的通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法包括：在刻蚀过程中，当所述陪片的两个电极之间的电流达到最大值时，则停止刻蚀。

在一些较为具体的实施方案之中，所述的通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法包括：在刻蚀结束后，刻蚀样品的P型氮化物层中与栅极对应的区域被保留，之后在刻蚀样品上制作源电极、漏电极和栅电极，形成所述P型氮化物增强型HEMT器件。

本发明通过将所述刻蚀样品的刻蚀表面直接暴露在等离子体中，并将镀有电极的陪片放置在与样品等效的刻蚀位置，以保证刻蚀样品与陪片处于相同的等离子体刻蚀条件下。样品上的刻蚀速率与陪片上的刻蚀速率相同，可以通过陪片上两个电极之间电流的变化监测样品上P型半导体的刻蚀情况。并且将得到的电流作为输入信号输入到计算机，计算机控制刻蚀的条件，实现可控、精确及带有反馈的刻蚀工艺，有效的解决了现有刻蚀技术中通过单一的刻蚀条件、单一的刻蚀速率及简单地通过刻蚀时间实现不同的刻蚀深度而导致的诸多缺陷，能够高精度及高重复性的实现P型盖帽层增强型HEMT器件的制备。

本发明提出了一种通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的系统，其包括：

陪片，用以在原位刻蚀过程中与刻蚀样品放置在刻蚀设备内的等效刻蚀位置，所述陪片具有与刻蚀样品相同的外延结构，同时所述陪片具有两个电极，该两个电极通过所述陪片内的二维电子气电连接；

电流表，用以在刻蚀过程中实时检测所述陪片的两个电极之间的电流变化；

以及，控制单元，用以在刻蚀过程中实时接收和处理所述陪片的两个电极之间的电流变化信号，并输出反馈指令而实时调控刻蚀条件。

进一步的，所述控制单元包括刻蚀设备的控制系统和/或计算机系统。

进一步的，所述刻蚀设备选自等离子刻蚀设备，所述等离子刻蚀设备包括反应等离子体刻蚀设备、感应等离子体刻蚀设备或离子束刻蚀设备。

本发明还提供了一种P型增强型HEMT器件的制备方法，其包括以下步骤：

(1)先在样品表面进行图形化处理，并用掩膜将栅电极下端的P型半导体保护起来；

(2)使用与样品相同的外延结构制作陪片，并在陪片上制作两个电极，然后退火并按照所述监控原位刻蚀P型半导体HEMT器件的方法进行操作，直至电流出现下降；

随着P型盖帽层氮化物的刻蚀，沟道中的电子增加，电流不断上升，当P型半导体全部刻蚀干净时，两个电极之间的电流最大，如果继续刻蚀，势垒层被刻蚀，二维电子气下降，电流降低，所以当电流达到最大时，刻蚀需要停止。

(3)将步骤(2)处理后的样品清洗干净并在样品上制作源电极、漏电极，之后在样品表面旋涂掩膜，并通过设计的掩膜版和光刻技术在样品表面形成源、漏电极的图形化；

(4)在步骤(3)处理后的样品表面沉积多层金属，之后清除源电极、漏电极外的金属并进行退火。

在一些较为具体的实施方案之中，所述P型增强型HEMT器件的制备方法还包括在样P型半导体的上方沉积栅金属形成栅电极。

在一些较为具体的实施方案之中，所述的退火包括在温度为400-900℃的环境下退火10s-1min。

进一步的，所述的沉积金属至少选自钛、铝、镍和/或金。

进一步的，所述的栅金属包括Ni、Au等。

进一步的，为节约成本和简化实验设计，所述陪片亦可以制作在刻蚀样品之上，例如可以在晶圆的中央区域制作所述刻蚀样品，而在晶圆的边缘制作所述陪片。

总之，藉由本发明的方法及系统，可以有效地实现P型盖帽层刻蚀工艺的原位监测，且具有设备简单，成本低廉，易于进行P型盖帽层增强型HEMT器件的大规模生产等特点。

下面将结合附图及一些典型实施案例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，在干法刻蚀中，通过在上电极2和下电极3施加射频功率，从而产生等离子体8，等离子体的状态可以由刻蚀控制系统4控制，一般包括刻蚀压强、刻蚀气体、刻蚀功率等关键参数。在传统的刻蚀系统中，产生的等离子体8会对样品5表面产生物理刻蚀和化学刻蚀。一般通过提前测得的刻蚀速率乘以刻蚀时间来得到刻蚀深度。但是等离子体在刚刚产生时处于非稳定状态，并且设备本身也存在参数的漂移，所以对于传统的刻蚀设备，要想获得纳米级或者亚纳米级的刻蚀结果非常困难，特别是对于具有较低刻蚀选择比的两种材料，例如，在增强型HEMT器件制作中，P型半导体的刻蚀工艺。

鉴于上述传统刻蚀设备存在的缺陷，本案发明人提出了本发明的技术方案。

在刻蚀过程中，通过在刻蚀样品(如下简称“样品”)的等效位置放置一个镀有电极的陪片6，在样品的刻蚀过程中，样品5的刻蚀速率和陪片6的刻蚀速率相同，因此可以通过陪片6上两个电极之间的电流变化监控样品5上的刻蚀状况，并且将得到的结果作为输入信号输入到计算机9中，通过在计算机9中提前设定好的程序，将输入数据进行处理，处理结果作为输出信号输入到刻蚀的控制系统4中，从而保持或改变刻蚀条件，达到实时监控，精确刻蚀的目的。

如图2所示为陪片的基本结构示意图，在陪片上制作有两个电极16和18。在制作电极前需要将电极下方的P型半导体刻蚀(允许一定程度过刻蚀)，将两个电极与电流表连接，当P型半导体17被逐步刻蚀时，沟道层中的二维电子气浓度将上升，两个电极之间电流增加，当P型半导体全部被刻蚀时，电流达到最大值。如果刻蚀继续，盖帽层15和势垒层14将被刻蚀，二维电子气降低，电流刻蚀减小。所以可以通过电流的变化监控样片的刻蚀状态。

为了更好的理解本发明的实际应用价值，如下将详细的阐述本发明在制作P型增强型器件的具体应用，详文如下：

如图3所示，对于普通HEMT器件(以AlGaN/GaN器件为例)，一般而言，当在栅电极20施加零偏压或者没有加偏压时，源电极19和漏电极21都与二维电子气12相连接，所以HEMT器件的源电极19和漏电极21是导通的，HEMT器件处于开启状态，一般称这种HEMT器件为耗尽型HEMT器件，也可以称作常开型HEMT器件。为了使HEMT器件处于断开状态，必须使源电极19和漏电极21之间的二维电子气12耗尽或者某个区域的二维电子气耗尽。可以通过在栅电极20施加一定的电压实现，当栅电极20加负偏压达到栅极电压Vg<Vth时，Vth为器件的阈值电压，对于普通HEMT器件一般Vth为负值，可以耗尽栅下区域的二维电子气，从而使HEMT器件处于关断状态。这种HEMT器件在实际电路应用过程中由于只有在栅极20施加负偏压时，HEMT器件才能关断，与增强型HEMT器件相比，增加了普通HEMT器件的功耗，并且系统的安全性较差。

鉴于上述普通HEMT器件存在的缺陷，P型盖帽层增强型HEMT器件可以有效的解决这个问题，但是在P型半导体刻蚀过程中，势垒层14与P型盖帽层17具有非常低的刻蚀选择比，如果P型半导体没有刻蚀干净，会增加器件的漏电。如果刻蚀存在过刻蚀，栅以外的区域的导通电阻会增加，器件的性能会下降。本发明提出的通过陪片的两个电极间电流的变化可以对刻蚀工艺进行原位监测，可以很好的解决这个问题。

首先，在器件表面进行图形化处理，处理的方法可以选择但不限于光刻、激光直写和电子束曝光等，将需要保护的栅电极20下端的P型半导体17使用掩膜保护起来，其余区域暴露在刻蚀溶液等离子中，刻蚀的掩膜可以选择但不限于光刻胶、二氧化硅和氮化硅等。

使用与刻蚀样品相同的外延结构制作陪片。首先，在陪片上制作两个电极16和18，一般采用的方法为沉积钛、铝、镍、金(Ti、Al、Ni、Au，厚度分别为20nm、130nm、50nm、150nm)等多层金属，然后进行快速退火，条件为890℃退火30秒。并将需要刻蚀的区域17暴露在等离子体中。

然后，如图1所示，将HEMT器件外延片放置在真空腔室1中，并将带有外延结构的陪片6放置在与样品等效的刻蚀位置，以保证刻蚀样品与陪片处于相同的等离子体刻蚀条件下。样品上的刻蚀速率与陪片上的刻蚀速率相同，因此以通过陪片上电流的变化趋势对样品进行实时监测。并且可以通过将电流信号输入到计算机9，计算机9控制刻蚀条件，当电流出现下降时，刻蚀自动停止。因此可以实现可控、精确及带有反馈的刻蚀工艺。

刻蚀结束后将样品清洗干净，在样品的表面制作源电极19和漏电极21，首先在样品表面旋涂光刻胶，然后通过设计的掩膜版和光刻技术在样品表面形成源、漏电极的图形化，然后再沉积金属，一般选择沉积钛、铝、镍、金(Ti、Al、Ni、Au，厚度分别为20nm、130nm、50nm、150nm)等多层金属，金属沉积后将源、漏电极外的金属剥离干净，然后进行快速退火，典型的退火条件为890℃退火30秒，退火后源电极19和漏电极21与二维电子气12相连接。

沉积完成后再通过光刻的方法形成栅金属的图形，在样品的P型半导体的上方沉积栅金属和剥离工艺，形成栅电极20，最后将源、漏电极上的介质层刻蚀干净。栅金属一般选择Ni、Au，厚度分别为50nm、150nm。

因此，参照图4所示，最后制作实现的增强型HEMT器件包括源、漏、栅电极、P型半导体17，源、漏电极通过形成于异质结构中的二维电子气电连接，源、漏电极位于势垒层14表面并且通过欧姆接触与二维电子气12相连接，栅电极20设于源、漏电极之间，在栅电极金属和势垒层表面之间存在P型半导体17，形成增强型HEMT结构，栅电极20以外的P型半导体通过带有电流原位监控的方法进行刻蚀完成。

本发明实现的增强型HEMT的工作原理为：参考图4所示，在增强型HEMT器件中，阈值电压Vth为正值，当在栅电极20加零偏压或不加偏压时，栅电压Vg<Vth，由于栅下二维电子气被P型半导体耗尽，这时由于栅下没有导电沟道，所以源电极19和漏电极21处于断开，所以器件处于断开状态。当在栅极加正向电压时，栅电压Vg>Vth，这时栅下区域会积累电子，积累的电子形成新的导通沟道，使源电极19和漏电极21导通，器件处于开启状态。HEMT器件从原有的耗尽型器件转变成增强型器件。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法，其特征在于包括：

将刻蚀样品与陪片放置在刻蚀设备内的等效刻蚀位置，以保证刻蚀样品与陪片处于相同的刻蚀条件下，所述陪片具有与所述刻蚀样品相同的外延结构，并且所述陪片具有两个电极，该两个电极通过所述陪片内的二维电子气电连接；

使所述刻蚀样品的刻蚀表面和所述陪片直接暴露在刻蚀环境内，通过监控所述陪片的两个电极之间的电流变化实现对所述刻蚀样品的刻蚀监控，并相应的实时调整刻蚀条件，从而实现P型氮化物增强型HEMT器件的精确可控的制备。

2.根据权利要求1所述的通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法，其特征在于还包括：在刻蚀过程中，以控制单元实时接收和处理所述陪片的两个电极之间的电流变化信号，并输出反馈指令而实时调控刻蚀条件。

3.根据权利要求2所述的通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法，其特征在于：所述刻蚀条件包括所述刻蚀设备的功率、所述刻蚀设备内的气压、所述刻蚀设备内的气体组份，以及所述刻蚀设备的刻蚀频率中的任意一者或两者以上的组合。

4.根据权利要求1所述的通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法，其特征在于：所述刻蚀样品表面覆设有图形化掩膜，且所述刻蚀样品的刻蚀表面从图形化掩膜中暴露出；和/或，所述陪片表面覆设有图形化掩膜，且所述陪片的刻蚀表面从图形化掩膜中暴露出。

5.根据权利要求1或4所述的通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法，其特征在于：所述刻蚀样品的刻蚀表面分布于所述刻蚀样品的P型氮化物层中除栅极区域以外的其余区域内；和/或，所述刻蚀设备采用等离子刻蚀设备。

6.根据权利要求1所述的通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法，其特征在于：所述刻蚀样品的外延层结构中包含待刻蚀层和刻蚀终止层，且所述待刻蚀层与刻蚀终止层之间具有的刻蚀选择比为0.5～2。

7.根据权利要求1所述的通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法，其特征在于包括：在刻蚀过程中，当所述陪片的两个电极之间的电流达到最大值时，则停止刻蚀。

8.根据权利要求7所述的通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的方法，其特征在于包括：在刻蚀结束后，刻蚀样品的P型氮化物层中与栅极对应的区域被保留，之后在刻蚀样品上制作源电极、漏电极和栅电极，形成所述P型氮化物增强型HEMT器件。

9.一种通过原位刻蚀监控实现P型氮化物增强型HEMT的系统，其特征在于包括：

陪片，用以在原位刻蚀过程中与刻蚀样品放置在刻蚀设备内的等效刻蚀位置，所述陪片具有与刻蚀样品相同的外延结构，同时所述陪片具有两个电极，该两个电极通过所述陪片内的二维电子气电连接；

电流表，用以在刻蚀过程中实时检测所述陪片的两个电极之间的电流变化；

以及，控制单元，用以在刻蚀过程中实时接收和处理所述陪片的两个电极之间的电流变化信号，并输出反馈指令而实时调控刻蚀条件。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述控制单元包括刻蚀设备的控制系统和/或计算机系统；和/或，所述刻蚀设备选自等离子刻蚀设备，所述等离子刻蚀设备包括反应等离子体刻蚀设备、感应等离子体刻蚀设备或离子束刻蚀设备。