JP3416113B2 - 精密なワイドバンドギャップ半導体のエッチング - Google Patents
精密なワイドバンドギャップ半導体のエッチングInfo
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にエッチング方
法、特に窒化ガリウム（ＧａＮ）材料をエッチングして
ＧａＮ半導体デバイスを製造する方法に関する。
法、特に窒化ガリウム（ＧａＮ）材料をエッチングして
ＧａＮ半導体デバイスを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化ガリウム（ＧａＮ）は高い降伏電圧
と電流取扱い能力を有するワイドバンドギャップ半導体
デバイスのための望ましい特性を有するワイドバンドギ
ャップ材料である。高出力増幅器に用いられる場合、Ｇ
ａＮ材料の高降伏電圧特性は近似周波数の、同じデバイ
ス周辺物のヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）増幅器に比較し
て、高出力、高効率増幅器に移行する。この高ＧａＮ出
力密度は等しい周波数の、同じ位相の、ＧａＮ増幅器が
同じ周波数のＧａＡｓ増幅器よりも約１００倍も小さい
減少した材料面積を占めるであろうことを意味する。従
って、重要な性能の改良がＧａＮデバイスから実現でき
る。しかしながら、ＧａＮデバイスから上記改良を実現
するためには、このデバイスは細かく寸法を測られ、そ
して正確にエッチングされる必要がある。これを標準的
なドライ及びウエット化学エッチング技術を用いて行う
ことは困難であることが判明している。
と電流取扱い能力を有するワイドバンドギャップ半導体
デバイスのための望ましい特性を有するワイドバンドギ
ャップ材料である。高出力増幅器に用いられる場合、Ｇ
ａＮ材料の高降伏電圧特性は近似周波数の、同じデバイ
ス周辺物のヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）増幅器に比較し
て、高出力、高効率増幅器に移行する。この高ＧａＮ出
力密度は等しい周波数の、同じ位相の、ＧａＮ増幅器が
同じ周波数のＧａＡｓ増幅器よりも約１００倍も小さい
減少した材料面積を占めるであろうことを意味する。従
って、重要な性能の改良がＧａＮデバイスから実現でき
る。しかしながら、ＧａＮデバイスから上記改良を実現
するためには、このデバイスは細かく寸法を測られ、そ
して正確にエッチングされる必要がある。これを標準的
なドライ及びウエット化学エッチング技術を用いて行う
ことは困難であることが判明している。
【０００３】ドライエッチング技術はＧａＮ表面を取り
返しのつかないほど損傷するため、ＧａＮ材料をエッチ
ングするには不適当であることが判っている。高イオン
密度プラズマは低イオン密度プラズマと比べると損傷が
低いが、この低損傷のドライエッチングはＧａＮ表面を
ウエット化学エッチングするのに比べてそれでもまだ損
傷が大きい。
返しのつかないほど損傷するため、ＧａＮ材料をエッチ
ングするには不適当であることが判っている。高イオン
密度プラズマは低イオン密度プラズマと比べると損傷が
低いが、この低損傷のドライエッチングはＧａＮ表面を
ウエット化学エッチングするのに比べてそれでもまだ損
傷が大きい。
【０００４】ウエット化学エッチングはＧａＮ材料に対
してドライ化学エッチングよりも良好な結果を与える
が、依然としてＧａＮ材料を精密にエッチングするのに
必要な制御が不足している。現在のウエットエッチング
技術は材料をエッチング溶液中に浸漬し、そしてこの材
料に紫外線（ＵＶ）を照射することから構成される。紫
外線は材料の原子を固相から液相に変化させてエッチン
グ溶液中に溶解させ、これにより材料をエッチングする
ような反応を材料中に引き起こす。この技術は上記主要
な制御要素が上記光の強度とＧａＮ材料の材質であるた
め、ＧａＮ材料を精密にエッチングするのに十分な制御
を提供できない。
してドライ化学エッチングよりも良好な結果を与える
が、依然としてＧａＮ材料を精密にエッチングするのに
必要な制御が不足している。現在のウエットエッチング
技術は材料をエッチング溶液中に浸漬し、そしてこの材
料に紫外線（ＵＶ）を照射することから構成される。紫
外線は材料の原子を固相から液相に変化させてエッチン
グ溶液中に溶解させ、これにより材料をエッチングする
ような反応を材料中に引き起こす。この技術は上記主要
な制御要素が上記光の強度とＧａＮ材料の材質であるた
め、ＧａＮ材料を精密にエッチングするのに十分な制御
を提供できない。
【０００５】上記従来のウエットエッチング技術の欠点
はＧａＮヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）
をエッチングするために使用される場合に極めて明らか
である。ＨＢＴのエッチングにおいて、エッチングされ
た表面の凹凸を最小にするように材料をエッチングする
ことが極めて重要である。エッチングされた表面の凹凸
は材料表面からのイオンの拡散に関連する。従来のウエ
ットエッチング方法に関しては、エッチングされた表面
の凹凸は上記光の均一性、任意の個所のエッチング溶液
の濃度、及びエッチングされる材料の品質に依存する。
材料を不均等に照射すると粗い表面を生じるであろう。
また品質が劣り又は欠陥のある材料は欠陥の位置で電子
正孔対の再結合を生じ、そしてエッチングが欠陥の周囲
に発生して、好ましくない欠陥をそのまま残すであろ
う。典型的なＧａＮ材料は実質的に多数の不純物及び欠
陥を含有するため、これは特にＧａＮ材料に関して問題
である。
はＧａＮヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）
をエッチングするために使用される場合に極めて明らか
である。ＨＢＴのエッチングにおいて、エッチングされ
た表面の凹凸を最小にするように材料をエッチングする
ことが極めて重要である。エッチングされた表面の凹凸
は材料表面からのイオンの拡散に関連する。従来のウエ
ットエッチング方法に関しては、エッチングされた表面
の凹凸は上記光の均一性、任意の個所のエッチング溶液
の濃度、及びエッチングされる材料の品質に依存する。
材料を不均等に照射すると粗い表面を生じるであろう。
また品質が劣り又は欠陥のある材料は欠陥の位置で電子
正孔対の再結合を生じ、そしてエッチングが欠陥の周囲
に発生して、好ましくない欠陥をそのまま残すであろ
う。典型的なＧａＮ材料は実質的に多数の不純物及び欠
陥を含有するため、これは特にＧａＮ材料に関して問題
である。
【０００６】エッチングの後に滑らかな表面を提供する
ことに加えて、ｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料からエミッタ／ベ
ース／コレクタを有するＨＢＴを形成するために、エミ
ッタ材料の全体の予め選択された部分をエッチング除去
し、そして接点（コンタクト）がベース上に直接置かれ
るようにベース材料の表面でほぼ正確にエッチングプロ
セスを停止することが極めて重要である。ベース上にエ
ミッタ材料があまり多く残留すると、接点はベース層の
伝導を許容しないであろう。またベース材料の表面があ
まりに多く除去されると、ＨＢＴの電気特性は劣化する
であろう。このウエットエッチング技術はエッチングの
深さを制御する光の強度に依存し、そして正確な点でエ
ッチングを停止するのに十分な制御を提供しない。従っ
て、ｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料に適用される場合、従来のウ
エットエッチング方法は典型的に上記材料を過剰にエッ
チングするか、又は過小にエッチングし、その結果、劣
化した性能のＨＢＴが生じる。
ことに加えて、ｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料からエミッタ／ベ
ース／コレクタを有するＨＢＴを形成するために、エミ
ッタ材料の全体の予め選択された部分をエッチング除去
し、そして接点（コンタクト）がベース上に直接置かれ
るようにベース材料の表面でほぼ正確にエッチングプロ
セスを停止することが極めて重要である。ベース上にエ
ミッタ材料があまり多く残留すると、接点はベース層の
伝導を許容しないであろう。またベース材料の表面があ
まりに多く除去されると、ＨＢＴの電気特性は劣化する
であろう。このウエットエッチング技術はエッチングの
深さを制御する光の強度に依存し、そして正確な点でエ
ッチングを停止するのに十分な制御を提供しない。従っ
て、ｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料に適用される場合、従来のウ
エットエッチング方法は典型的に上記材料を過剰にエッ
チングするか、又は過小にエッチングし、その結果、劣
化した性能のＨＢＴが生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、求められるも
のはＧａＮ材料を精密にエッチングする方法であって、
改良された表面の滑らかさを提供でき、そしてｎ‐ｐ‐
ｎＧａＮ材料を選択的にエッチングしてＧａＮＨＢＴを
製造できる方法である。
のはＧａＮ材料を精密にエッチングする方法であって、
改良された表面の滑らかさを提供でき、そしてｎ‐ｐ‐
ｎＧａＮ材料を選択的にエッチングしてＧａＮＨＢＴを
製造できる方法である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した及びその他の従
来技術の欠点はＧａＮ材料をエッチングする方法を提供
する本発明により取り扱われ、克服される。この方法は
電気化学的電池がアノード、カソード、及び容器内に共
に保持された電解液から構成される電気化学的電池にお
いてＧａＮ材料をアノードとして形成することを含む。
上記電池はＧａＮ材料のエッチングを引き起こすために
形成される。第１の態様において、バイアスは上記材料
のエッチングを引き起こす上記電池の標準電気化学的電
池電位よりも大きいレベルまでアノード及びカソード間
に印加される。このバイアスレベルはエッチング速度を
選択的に制御するために調節できる。
来技術の欠点はＧａＮ材料をエッチングする方法を提供
する本発明により取り扱われ、克服される。この方法は
電気化学的電池がアノード、カソード、及び容器内に共
に保持された電解液から構成される電気化学的電池にお
いてＧａＮ材料をアノードとして形成することを含む。
上記電池はＧａＮ材料のエッチングを引き起こすために
形成される。第１の態様において、バイアスは上記材料
のエッチングを引き起こす上記電池の標準電気化学的電
池電位よりも大きいレベルまでアノード及びカソード間
に印加される。このバイアスレベルはエッチング速度を
選択的に制御するために調節できる。
【０００９】第２の態様において、エッチングプロセス
はバイアスを印加しながら上記材料に紫外線を照射する
ことにより援助される。第３の態様において、本発明は
第１及び第２のｎ‐ＧａＮ層間に挟まれたｐ‐ＧａＮ層
を有するｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料からＧａＮヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を製造する方法を提供
する。この方法は第１のｎ‐ＧａＮ層の一部をマスクし
て、この第１のｎ‐ＧａＮ層の一部をマスクしないで残
すことを含む。ＧａＮ材料は電気化学的電池においてア
ノードとして形成され、ここで電気化学的電池はアノー
ド、カソード及び電解液を含む。バイアスが第１のｎ‐
ＧａＮ材料のマスクされない部分をエッチング除去する
のに十分な第１のレベルまでアノード及びカソード間に
印加される。
はバイアスを印加しながら上記材料に紫外線を照射する
ことにより援助される。第３の態様において、本発明は
第１及び第２のｎ‐ＧａＮ層間に挟まれたｐ‐ＧａＮ層
を有するｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料からＧａＮヘテロ接合バ
イポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を製造する方法を提供
する。この方法は第１のｎ‐ＧａＮ層の一部をマスクし
て、この第１のｎ‐ＧａＮ層の一部をマスクしないで残
すことを含む。ＧａＮ材料は電気化学的電池においてア
ノードとして形成され、ここで電気化学的電池はアノー
ド、カソード及び電解液を含む。バイアスが第１のｎ‐
ＧａＮ材料のマスクされない部分をエッチング除去する
のに十分な第１のレベルまでアノード及びカソード間に
印加される。
【００１０】ｐ‐ＧａＮ層の予め選定された部分を次に
マスクして、エッチングされる予定のｐ‐ＧａＮ層の予
め選定された部分をマスクしないで残す。第２のバイア
スがｐ‐ＧａＮ層のマスクされない部分をエッチング除
去するのに十分な第２のレベルまでアノード及びカソー
ド間に印加される。コンタクトをｐ‐ＧａＮ層とｎ‐Ｇ
ａＮ層の表面に取り付け、そして電圧と電流を上記コン
タクトに印加してＨＢＴを形成する。
マスクして、エッチングされる予定のｐ‐ＧａＮ層の予
め選定された部分をマスクしないで残す。第２のバイア
スがｐ‐ＧａＮ層のマスクされない部分をエッチング除
去するのに十分な第２のレベルまでアノード及びカソー
ド間に印加される。コンタクトをｐ‐ＧａＮ層とｎ‐Ｇ
ａＮ層の表面に取り付け、そして電圧と電流を上記コン
タクトに印加してＨＢＴを形成する。
【００１１】第４の態様において、エッチング速度及び
ｎ‐ＧａＮとｐ‐ＧａＮ間のエッチングの選択性はバイ
アスのレベルを選択的に設定することにより制御され
る。第５の態様において、上記ＧａＮ材料はバイアスが
この材料のエッチングを助けるために印加されている間
に紫外線を照射される。
ｎ‐ＧａＮとｐ‐ＧａＮ間のエッチングの選択性はバイ
アスのレベルを選択的に設定することにより制御され
る。第５の態様において、上記ＧａＮ材料はバイアスが
この材料のエッチングを助けるために印加されている間
に紫外線を照射される。
【００１２】
【発明の実施の形態】添付図面に示された好適な態様を
以下に詳細に説明する。ここで、図１はＧａＮ材料をエ
ッチングするのに用いる本発明の第１の態様に依るエッ
チング方法を示し；図２は本発明の第２の態様に依るエ
ッチング方法を示し；図３は本発明の第３の態様に依る
エッチング方法を示し；図４はｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料を
示し；図５は本発明の方法を図４の材料に適用すること
により形成したトランジスタを示し；図６は図４のｎ‐
ｐ‐ｎＧａＮ材料をエッチングするのに用いる本発明の
第２の態様に依るエッチング方法を示す。
以下に詳細に説明する。ここで、図１はＧａＮ材料をエ
ッチングするのに用いる本発明の第１の態様に依るエッ
チング方法を示し；図２は本発明の第２の態様に依るエ
ッチング方法を示し；図３は本発明の第３の態様に依る
エッチング方法を示し；図４はｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料を
示し；図５は本発明の方法を図４の材料に適用すること
により形成したトランジスタを示し；図６は図４のｎ‐
ｐ‐ｎＧａＮ材料をエッチングするのに用いる本発明の
第２の態様に依るエッチング方法を示す。
【００１３】本発明は窒化ガリウム（ＧａＮ）層をエッ
チングする方法に関する。更に詳細には、本発明はＧａ
ＮＨＢＴを形成するためにＧａＮ材料、特にｎ‐ｐ‐ｎ
ＧａＮ材料を精密にエッチングする方法に関する。本発
明の方法は好ましくはトランジスタのようなＧａＮ半導
体デバイスをエッチングするために使用されるが、しか
しどのような用途のＧａＮ材料をエッチングするのにも
使用できる。実例として、本発明方法の工程を一般的に
図１で説明及び図示する。図２及び図３は本発明に従っ
てＧａＮ材料をエッチングするのに使用される追加又は
別の工程を示す。図４及び図５はｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料
及び図４のｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料をエッチングして形成
されたトランジスタをそれぞれ示す。図６は図４のｎ‐
ｐ‐ｎＧａＮ材料から図５のトランジスタをエッチング
する本発明で用いられる方法を示す。
チングする方法に関する。更に詳細には、本発明はＧａ
ＮＨＢＴを形成するためにＧａＮ材料、特にｎ‐ｐ‐ｎ
ＧａＮ材料を精密にエッチングする方法に関する。本発
明の方法は好ましくはトランジスタのようなＧａＮ半導
体デバイスをエッチングするために使用されるが、しか
しどのような用途のＧａＮ材料をエッチングするのにも
使用できる。実例として、本発明方法の工程を一般的に
図１で説明及び図示する。図２及び図３は本発明に従っ
てＧａＮ材料をエッチングするのに使用される追加又は
別の工程を示す。図４及び図５はｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料
及び図４のｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料をエッチングして形成
されたトランジスタをそれぞれ示す。図６は図４のｎ‐
ｐ‐ｎＧａＮ材料から図５のトランジスタをエッチング
する本発明で用いられる方法を示す。
【００１４】最初に、図１に示すように、ＧａＮ材料１
０を準備する。このプロセスの最初の工程は電気化学的
電池１１中にアノード１０としてＧａＮ材料１０を形成
することである。電気化学的電池１１はアノード１０、
カソード１２及び容器１４内に保持された電解液１３か
ら構成される。ＧａＮ材料１０をアノードとして形成す
るためにはアノード１０のためにカソード１２及び電解
液１３を用意することが必要であり、この場合、カソー
ド１２及び電解液１３は予め選択された材料及び化学的
性質を有する。カソード１２は好ましくは白金材料（Ｐ
ｔ）から形成されるが、当業者にカソードとして形成可
能であると知られている如何なる材料からも形成でき
る。電解液１３は好ましくは水酸化カリウムのような塩
基溶液又は硫酸のような希酸である。
０を準備する。このプロセスの最初の工程は電気化学的
電池１１中にアノード１０としてＧａＮ材料１０を形成
することである。電気化学的電池１１はアノード１０、
カソード１２及び容器１４内に保持された電解液１３か
ら構成される。ＧａＮ材料１０をアノードとして形成す
るためにはアノード１０のためにカソード１２及び電解
液１３を用意することが必要であり、この場合、カソー
ド１２及び電解液１３は予め選択された材料及び化学的
性質を有する。カソード１２は好ましくは白金材料（Ｐ
ｔ）から形成されるが、当業者にカソードとして形成可
能であると知られている如何なる材料からも形成でき
る。電解液１３は好ましくは水酸化カリウムのような塩
基溶液又は硫酸のような希酸である。
【００１５】各電気化学的電池１１は標準電気化学的電
池電位を有し、これは電池１１中の全ての損失に打ち勝
ち、そして電池１１を駆動するのに必要な電圧バイアス
として定義される。電気化学的電池電位がゼロより大き
い場合には、このプロセスにおける次の工程は正確な量
の電圧を電池１１に印加して電池１１を駆動することで
ある。このようにするために、ＧａＮ材料（アノード）
１０を好ましくは電解液１３から遠くに位置する可変電
圧源１５のようなバイアス源１５に接続する。ＧａＮ材
料（アノード）１０を線１６で示すようにバイアス源１
５の一端子に接続し、そしてカソード１２を線１８で示
すようにバイアス源１５の他の端子に接続する。
池電位を有し、これは電池１１中の全ての損失に打ち勝
ち、そして電池１１を駆動するのに必要な電圧バイアス
として定義される。電気化学的電池電位がゼロより大き
い場合には、このプロセスにおける次の工程は正確な量
の電圧を電池１１に印加して電池１１を駆動することで
ある。このようにするために、ＧａＮ材料（アノード）
１０を好ましくは電解液１３から遠くに位置する可変電
圧源１５のようなバイアス源１５に接続する。ＧａＮ材
料（アノード）１０を線１６で示すようにバイアス源１
５の一端子に接続し、そしてカソード１２を線１８で示
すようにバイアス源１５の他の端子に接続する。
【００１６】ＧａＮ材料１０のエッチングの開始が認め
られるまでバイアス源１５から供給される電圧を徐々に
増大させる。ＧａＮ材料１０は抵抗性材料損失(resisti
ve material losses)を生じる材料特性を有し、また電
解液１３は抵抗性溶液損失(resistive solution losse
s)を生じる化学特性を有するため、バイアス源１５から
供給される電圧は電解液１３及びＧａＮ材料１０の両方
の抵抗性損失並びにエッチングプロセスを開始する電池
１１の標準電気化学的電池電位よりも大きくなければな
らない。上記バイアス電圧が上記抵抗性損失並びに上記
電池１１の標準電気化学的電池電位を越えると直ちに、
窒素ガスが放出されてエッチングプロセスが始まり、ガ
リウムイオンが電気化学的に溶媒和されるであろう。一
例として、約０．８ボルトのバイアスが電池１１中のＧ
ａＮ材料１０のエッチングを引き起こすために必要であ
り、この場合、ＧａＮ材料１０がアノード１０として形
成され、カソード１２が白金材料から形成され、そして
電解液１３が水酸化カリウム溶液である。
られるまでバイアス源１５から供給される電圧を徐々に
増大させる。ＧａＮ材料１０は抵抗性材料損失(resisti
ve material losses)を生じる材料特性を有し、また電
解液１３は抵抗性溶液損失(resistive solution losse
s)を生じる化学特性を有するため、バイアス源１５から
供給される電圧は電解液１３及びＧａＮ材料１０の両方
の抵抗性損失並びにエッチングプロセスを開始する電池
１１の標準電気化学的電池電位よりも大きくなければな
らない。上記バイアス電圧が上記抵抗性損失並びに上記
電池１１の標準電気化学的電池電位を越えると直ちに、
窒素ガスが放出されてエッチングプロセスが始まり、ガ
リウムイオンが電気化学的に溶媒和されるであろう。一
例として、約０．８ボルトのバイアスが電池１１中のＧ
ａＮ材料１０のエッチングを引き起こすために必要であ
り、この場合、ＧａＮ材料１０がアノード１０として形
成され、カソード１２が白金材料から形成され、そして
電解液１３が水酸化カリウム溶液である。
【００１７】ＧａＮ材料１０がエッチングされる速度は
バイアス源１５により供給されるバイアス電圧のレベル
に比例する。このように、ＧａＮ材料１０のエッチング
速度はバイアス電圧のレベルを増加又は減少させること
により制御できる。エッチングプロセスを停止するため
には、バイアス電圧のレベルを上記損失及び／又は上記
標準電気化学的電池電位より低いレベルまで低下させれ
ばよい。
バイアス源１５により供給されるバイアス電圧のレベル
に比例する。このように、ＧａＮ材料１０のエッチング
速度はバイアス電圧のレベルを増加又は減少させること
により制御できる。エッチングプロセスを停止するため
には、バイアス電圧のレベルを上記損失及び／又は上記
標準電気化学的電池電位より低いレベルまで低下させれ
ばよい。
【００１８】ＧａＮ材料１０とカソード１２との間にバ
イアスを印加するためには一般にワイヤ１６とＧａＮ材
料１０との間に接点２０を必要とする。バイアス源１５
で生じた電圧は接点２０を通ってＧａＮ材料１０に印加
され、そして接点２０からＧａＮ材料１０の表面に伝え
られる。印加電圧がＧａＮ材料１０の表面を移動して、
低電圧レベルにある材料１０の端部近傍に位置する材料
１０の領域まで到達する間に、ＧａＮ材料１０の表面は
印加電圧のレベルを減少させる抵抗を有し、従ってエッ
チングは良好に行われない。この問題と戦う１つの方法
は印加電圧のレベルを上げることである。しかしなが
ら、これにより接点２０とカソード１２との間に導電路
が形成されて接点２０が好ましくないエッチング反応を
受けるという不所望の結果になることが示された。この
問題を回避するためには、ＧａＮ材料１０を横断してグ
リッド状のパターンで延びるグリッドライン(gridline)
接点２０として接点２０を形成できる。実質的にＧａＮ
材料１０に接触しない接点２０の部分を絶縁物質で被覆
して接点２０の表面部分のエッチングを防止することが
好ましい。或いは、接点２０をカソード１２と実質的に
類似の特性を有する材料から構成することにより、電位
が接点２０とカソード１２との間に形成されずに、反応
が促進できないようにしてもよい。例えば、接点２０及
びカソード１２の両方を白金材料から形成できる。
イアスを印加するためには一般にワイヤ１６とＧａＮ材
料１０との間に接点２０を必要とする。バイアス源１５
で生じた電圧は接点２０を通ってＧａＮ材料１０に印加
され、そして接点２０からＧａＮ材料１０の表面に伝え
られる。印加電圧がＧａＮ材料１０の表面を移動して、
低電圧レベルにある材料１０の端部近傍に位置する材料
１０の領域まで到達する間に、ＧａＮ材料１０の表面は
印加電圧のレベルを減少させる抵抗を有し、従ってエッ
チングは良好に行われない。この問題と戦う１つの方法
は印加電圧のレベルを上げることである。しかしなが
ら、これにより接点２０とカソード１２との間に導電路
が形成されて接点２０が好ましくないエッチング反応を
受けるという不所望の結果になることが示された。この
問題を回避するためには、ＧａＮ材料１０を横断してグ
リッド状のパターンで延びるグリッドライン(gridline)
接点２０として接点２０を形成できる。実質的にＧａＮ
材料１０に接触しない接点２０の部分を絶縁物質で被覆
して接点２０の表面部分のエッチングを防止することが
好ましい。或いは、接点２０をカソード１２と実質的に
類似の特性を有する材料から構成することにより、電位
が接点２０とカソード１２との間に形成されずに、反応
が促進できないようにしてもよい。例えば、接点２０及
びカソード１２の両方を白金材料から形成できる。
【００１９】図２を参照すると、本発明の好ましい態様
では、バイアス電圧をバイアス源１５から印加しなが
ら、矢印２１で示す予め選択された量の紫外線をＧａＮ
材料１０に照射する。このようにするとエッチングプロ
セスは促進され、ＧａＮ材料１０はバイアス電圧のみを
使用する場合よりも速い速度でエッチングされ、またＧ
ａＮ材料１０の表面は精密にエッチングされる。ＧａＮ
材料１０を紫外線２１に曝すと、反応が誘起され、その
結果、電子がＧａＮ材料１０からカソード１２に移動
し、そしてガリウム（Ｇａ）原子が固相からＧａＮ材料
１０のエッチングが始まる液相に溶解する。上述したよ
うに、バイアスレベルはＧａＮ材料１０がエッチングさ
れる速度を制御する。例えば、バイアスレベルを高くす
るとエッチング速度は速くなり、バイアスレベルを低下
させるとエッチング速度は遅くなり、そしてバイアスレ
ベルを逆転すると紫外線２１が存在してもエッチングプ
ロセスが停止する。これによりエッチングプロセスは十
分に制御される。
では、バイアス電圧をバイアス源１５から印加しなが
ら、矢印２１で示す予め選択された量の紫外線をＧａＮ
材料１０に照射する。このようにするとエッチングプロ
セスは促進され、ＧａＮ材料１０はバイアス電圧のみを
使用する場合よりも速い速度でエッチングされ、またＧ
ａＮ材料１０の表面は精密にエッチングされる。ＧａＮ
材料１０を紫外線２１に曝すと、反応が誘起され、その
結果、電子がＧａＮ材料１０からカソード１２に移動
し、そしてガリウム（Ｇａ）原子が固相からＧａＮ材料
１０のエッチングが始まる液相に溶解する。上述したよ
うに、バイアスレベルはＧａＮ材料１０がエッチングさ
れる速度を制御する。例えば、バイアスレベルを高くす
るとエッチング速度は速くなり、バイアスレベルを低下
させるとエッチング速度は遅くなり、そしてバイアスレ
ベルを逆転すると紫外線２１が存在してもエッチングプ
ロセスが停止する。これによりエッチングプロセスは十
分に制御される。
【００２０】ＧａＮとＧａＮ‐ベースの材料をエッチン
グするためには、アノード１０とカソード１２間にバイ
アス源１５から印加されるバイアス電圧の量を最小にす
ることが望まれる。これを行う１つの方法は電気化学的
電池１１の電気化学的電位を低減又は除去して、電池１
１を駆動するために印加される電圧を低下させることで
ある。図３に示すように、これを達成するための１つの
方法は電池２２を２つの互いに連結された半電池２３，
２４として形成することである。アノード半電池２３は
第１溶液２６中のＧａＮ材料２５から構成され、またカ
ソード半電池２４は第２溶液２８中のカソード２７から
構成される。半電池２３，２４は塩橋２９により互いに
連結される。電池２２の電気化学的電池電位はアノード
半電池２３及びカソード半電池２４の電池電位間の差で
ある。各溶液２６，２８の化学組成及びカソード２７の
材料が電池２２の所望の電気化学的電位を提供するため
に選ばれる。図３及び表１を参照すると、表１の欄Ｉは
本発明で使用できる種々のカソード半電池２３の化学組
成を示す。欄ＩＩは各カソード半電池２３の電池電位
（Ｅcathode）を示す。欄ＩＩＩは０．８ボルトのアノ
ード電池電位（Ｅanode）を有するアノード半電池２３
に塩橋２９により連結された各カソード半電池２４の標
準電気化学的電池電位（Ｅcell）を示す（ここで、Ｅ
cell＝Ｅcathode−Ｅanode）。
グするためには、アノード１０とカソード１２間にバイ
アス源１５から印加されるバイアス電圧の量を最小にす
ることが望まれる。これを行う１つの方法は電気化学的
電池１１の電気化学的電位を低減又は除去して、電池１
１を駆動するために印加される電圧を低下させることで
ある。図３に示すように、これを達成するための１つの
方法は電池２２を２つの互いに連結された半電池２３，
２４として形成することである。アノード半電池２３は
第１溶液２６中のＧａＮ材料２５から構成され、またカ
ソード半電池２４は第２溶液２８中のカソード２７から
構成される。半電池２３，２４は塩橋２９により互いに
連結される。電池２２の電気化学的電池電位はアノード
半電池２３及びカソード半電池２４の電池電位間の差で
ある。各溶液２６，２８の化学組成及びカソード２７の
材料が電池２２の所望の電気化学的電位を提供するため
に選ばれる。図３及び表１を参照すると、表１の欄Ｉは
本発明で使用できる種々のカソード半電池２３の化学組
成を示す。欄ＩＩは各カソード半電池２３の電池電位
（Ｅcathode）を示す。欄ＩＩＩは０．８ボルトのアノ
ード電池電位（Ｅanode）を有するアノード半電池２３
に塩橋２９により連結された各カソード半電池２４の標
準電気化学的電池電位（Ｅcell）を示す（ここで、Ｅ
cell＝Ｅcathode−Ｅanode）。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１に明確に示されるように、電池２２の
標準電気化学的電池電位は溶液２６，２８の化学組成及
びカソード２７の材料を選択することにより、選択可能
であり、制御可能であり、従って低減可能である。表１
の最終列に示すように、電池２２の材料及び溶液を適切
に選ぶことにより、実際に電気化学的電池電位
（Ｅce ll）をゼロまで下げることができ、バイアス電圧
なしで自発的に動くガルバニ電池２２を形成できる。し
かしながら、電池２２がたとえ自発的に駆動するように
構成されても、上述のようにエッチング速度を制御する
ために、電池２２はアノード２５及びカソード２７の間
に可変電圧源３０を含むことが好ましい。
標準電気化学的電池電位は溶液２６，２８の化学組成及
びカソード２７の材料を選択することにより、選択可能
であり、制御可能であり、従って低減可能である。表１
の最終列に示すように、電池２２の材料及び溶液を適切
に選ぶことにより、実際に電気化学的電池電位
（Ｅce ll）をゼロまで下げることができ、バイアス電圧
なしで自発的に動くガルバニ電池２２を形成できる。し
かしながら、電池２２がたとえ自発的に駆動するように
構成されても、上述のようにエッチング速度を制御する
ために、電池２２はアノード２５及びカソード２７の間
に可変電圧源３０を含むことが好ましい。
【００２３】図２及び４〜６から参照されるように、本
発明はＧａＮ材料３１をエッチングしてＧａＮトランジ
スタ３２又はＧａＮ半導体デバイスを形成するのに特に
有益である。これを実現するための第１の工程はｎ‐Ｇ
ａＮ材料から成る２層３６，３８の間に挟まれたｐ‐Ｇ
ａＮ材料から成る層３４を有するＧａＮ材料３１を準備
することである。図５のトランジスタを形成するために
は、第１ｎ‐ＧａＮ層３６の選択された部分４０と上記
ｐ‐ＧａＮ層３４の選択された部分４２をエッチング除
去により取り除くことが必要である。エッチングされた
ＧａＮ材料からトランジスタ３２を形成するためには、
第１ｎ‐ＧａＮ層３６の残留部分４３をエミッタとして
形成し、ｐ‐ＧａＮ層３４の残留部分４４をベースとし
て形成し、そして第２ｎ‐ＧａＮ層３８をトランジスタ
３２のコレクタとして形成する。接点４５〜４８をエミ
ッタ４３、ベース４４、及びコレクタ３８のそれぞれの
露出面４９〜５２上に置く。これらの接点４５〜４８は
トランジスタ３２を形成するために電圧及び電流をバイ
アスされる。
発明はＧａＮ材料３１をエッチングしてＧａＮトランジ
スタ３２又はＧａＮ半導体デバイスを形成するのに特に
有益である。これを実現するための第１の工程はｎ‐Ｇ
ａＮ材料から成る２層３６，３８の間に挟まれたｐ‐Ｇ
ａＮ材料から成る層３４を有するＧａＮ材料３１を準備
することである。図５のトランジスタを形成するために
は、第１ｎ‐ＧａＮ層３６の選択された部分４０と上記
ｐ‐ＧａＮ層３４の選択された部分４２をエッチング除
去により取り除くことが必要である。エッチングされた
ＧａＮ材料からトランジスタ３２を形成するためには、
第１ｎ‐ＧａＮ層３６の残留部分４３をエミッタとして
形成し、ｐ‐ＧａＮ層３４の残留部分４４をベースとし
て形成し、そして第２ｎ‐ＧａＮ層３８をトランジスタ
３２のコレクタとして形成する。接点４５〜４８をエミ
ッタ４３、ベース４４、及びコレクタ３８のそれぞれの
露出面４９〜５２上に置く。これらの接点４５〜４８は
トランジスタ３２を形成するために電圧及び電流をバイ
アスされる。
【００２４】ＧａＮ材料３０の部分４０，４２は好まし
くは当業者に公知のマスキング技術の助けを借りてエッ
チング除去される。これを実施するためには、第１のｎ
‐ＧａＮ層３６の一部４３をマスクし、エッチング除去
すべき第１のｎ‐ＧａＮ層３６の第２部分４０をマスク
しないで残す。図６に示すように、マスクされたＧａＮ
材料３０をカソード５４と電解液５５を含む電気化学的
電池５３中においてアノード３０として形成する。Ｇａ
Ｎ材料３０とカソード５４に選択可能なバイアスレベル
を印加するために操作できる可変バイアス源６０にＧａ
Ｎ材料３０とカソード５４を接続する。バイアス源６０
によってＧａＮ材料３０とカソード５４の間にバイアス
を同時に印加する間に、紫外線６２をＧａＮ材料３０に
照射する。このバイアスレベルは電解液５５、カソード
５４及びＧａＮ材料３０の損失の全てに打ち勝つのに十
分なレベルまで供給され、これにより第１のｎ‐ＧａＮ
層３６のマスクされない部分４０のエッチングが引き起
こされる。このバイアスは電解液５５、カソード５４及
びＧａＮ材料３０の抵抗性損失、並びに標準電気化学的
電池電位よりも大きいレベルまで繰返し印加され、その
結果、第１のｎ‐ＧａＮ層３６のマスクされない部分４
０が除去されてｐ‐ＧａＮ層３４の頂面５０が露出する
まで、所望の速度で上記第１のｎ‐ＧａＮ層３６のエッ
チングが継続する。
くは当業者に公知のマスキング技術の助けを借りてエッ
チング除去される。これを実施するためには、第１のｎ
‐ＧａＮ層３６の一部４３をマスクし、エッチング除去
すべき第１のｎ‐ＧａＮ層３６の第２部分４０をマスク
しないで残す。図６に示すように、マスクされたＧａＮ
材料３０をカソード５４と電解液５５を含む電気化学的
電池５３中においてアノード３０として形成する。Ｇａ
Ｎ材料３０とカソード５４に選択可能なバイアスレベル
を印加するために操作できる可変バイアス源６０にＧａ
Ｎ材料３０とカソード５４を接続する。バイアス源６０
によってＧａＮ材料３０とカソード５４の間にバイアス
を同時に印加する間に、紫外線６２をＧａＮ材料３０に
照射する。このバイアスレベルは電解液５５、カソード
５４及びＧａＮ材料３０の損失の全てに打ち勝つのに十
分なレベルまで供給され、これにより第１のｎ‐ＧａＮ
層３６のマスクされない部分４０のエッチングが引き起
こされる。このバイアスは電解液５５、カソード５４及
びＧａＮ材料３０の抵抗性損失、並びに標準電気化学的
電池電位よりも大きいレベルまで繰返し印加され、その
結果、第１のｎ‐ＧａＮ層３６のマスクされない部分４
０が除去されてｐ‐ＧａＮ層３４の頂面５０が露出する
まで、所望の速度で上記第１のｎ‐ＧａＮ層３６のエッ
チングが継続する。
【００２５】本発明のエッチング方法は紫外線６２及び
バイアス源６０により印加されるバイアスを組合せて使
用し、第１ｎ‐ＧａＮ層３６をエッチングするため、本
発明のエッチング方法は従来のウエットエッチング法よ
りもより滑らかにエッチングされた表面５０を提供す
る。上記バイアスを印加することは表面５０の粗い個所
に対する紫外線６２の不均一な照射の結果を小さくする
ばかりでなく、第１のｎ‐ＧａＮ層３６中に存在する可
能性のある欠陥のエッチングを助ける。
バイアス源６０により印加されるバイアスを組合せて使
用し、第１ｎ‐ＧａＮ層３６をエッチングするため、本
発明のエッチング方法は従来のウエットエッチング法よ
りもより滑らかにエッチングされた表面５０を提供す
る。上記バイアスを印加することは表面５０の粗い個所
に対する紫外線６２の不均一な照射の結果を小さくする
ばかりでなく、第１のｎ‐ＧａＮ層３６中に存在する可
能性のある欠陥のエッチングを助ける。
【００２６】本発明の重要な利点は予め選択された深さ
でエッチングプロセスを選択的に停止する能力である。
バイアス源６０から印加されるバイアスのレベルはエッ
チングされるべき材料の抵抗に関連する。抵抗が高けれ
ば高いほど、より高いバイアスレベルで材料をエッチン
グする必要がある。ｎ‐ＧａＮ層３６の抵抗は深さ６４
に応じて増大する。ｎ‐ＧａＮ層３６の上記特性に応じ
て、作業者は予め選択された深さにのみ上記ｎ‐ＧａＮ
層３６の抵抗に打ち勝つレベルまでバイアス源６０を選
択的に設定できる。このように実施することにより、ｎ
‐ＧａＮ層３６のエッチングを予め選択された深さで停
止できる。
でエッチングプロセスを選択的に停止する能力である。
バイアス源６０から印加されるバイアスのレベルはエッ
チングされるべき材料の抵抗に関連する。抵抗が高けれ
ば高いほど、より高いバイアスレベルで材料をエッチン
グする必要がある。ｎ‐ＧａＮ層３６の抵抗は深さ６４
に応じて増大する。ｎ‐ＧａＮ層３６の上記特性に応じ
て、作業者は予め選択された深さにのみ上記ｎ‐ＧａＮ
層３６の抵抗に打ち勝つレベルまでバイアス源６０を選
択的に設定できる。このように実施することにより、ｎ
‐ＧａＮ層３６のエッチングを予め選択された深さで停
止できる。
【００２７】本発明方法の他の利点はほぼ正確に上記ｐ
‐ＧａＮ層の表面５０で第１のｎ‐ＧａＮ層４０のエッ
チングを停止する能力である。これはＨＢＴにとって重
要である。何故ならば、第１のｎ‐ＧａＮ層３６及びｐ
‐ＧａＮ層３４の残留部分４３，４４はそれぞれトラン
ジスタ３２のエミッタ４３及びベース４４になるからで
ある。高効率のＨＢＴはベース層４４の表面５０上に直
接に位置する接点４６を必要とする。ベース表面５０上
に残留するエミッタ層４０が多過ぎると、接点４６はベ
ース層４４の伝導を許容しないであろう。またベース層
４４の表面５０があまりに多く除去されると、トランジ
スタ３２の電気特性は劣化するであろう。
‐ＧａＮ層の表面５０で第１のｎ‐ＧａＮ層４０のエッ
チングを停止する能力である。これはＨＢＴにとって重
要である。何故ならば、第１のｎ‐ＧａＮ層３６及びｐ
‐ＧａＮ層３４の残留部分４３，４４はそれぞれトラン
ジスタ３２のエミッタ４３及びベース４４になるからで
ある。高効率のＨＢＴはベース層４４の表面５０上に直
接に位置する接点４６を必要とする。ベース表面５０上
に残留するエミッタ層４０が多過ぎると、接点４６はベ
ース層４４の伝導を許容しないであろう。またベース層
４４の表面５０があまりに多く除去されると、トランジ
スタ３２の電気特性は劣化するであろう。
【００２８】ベース層３４の抵抗はエミッタ層３６の抵
抗よりも高い。従って、電池６０から供給されるバイア
スのレベルは調節でき、そして選択されたエミッタ層４
０を取り除いたエミッタ層３６の抵抗に打ち勝つのに十
分なレベルに設定できるが、しかしベース層３４の抵抗
に打ち勝つには不十分であるため、ベース層３４は除去
されない。
抗よりも高い。従って、電池６０から供給されるバイア
スのレベルは調節でき、そして選択されたエミッタ層４
０を取り除いたエミッタ層３６の抵抗に打ち勝つのに十
分なレベルに設定できるが、しかしベース層３４の抵抗
に打ち勝つには不十分であるため、ベース層３４は除去
されない。
【００２９】好ましくは、選択されたエッチング深さ６
４に必要なバイアス量又はベース層３４の表面５０でエ
ッチングプロセスを停止するためのバイアス量は実験室
の試験データの助けにより選択できる。そのためには、
好ましくはエッチング深さ６４に対するバイアスレベル
の曲線が上記方法を試験サンプルに適用して、各エッチ
ング深さ６４に必要なバイアスレベルを特徴付けること
により作成できる。この曲線からのデータはバイアス電
圧６０を設定するために使用できる。またバイアス電圧
６０はＧａＮ材料３１を監視しながら選択的に調節で
き、そしてバイアスレベルはＧａＮ材料３０が所望量に
エッチングされた時に低減又は除去できる。
４に必要なバイアス量又はベース層３４の表面５０でエ
ッチングプロセスを停止するためのバイアス量は実験室
の試験データの助けにより選択できる。そのためには、
好ましくはエッチング深さ６４に対するバイアスレベル
の曲線が上記方法を試験サンプルに適用して、各エッチ
ング深さ６４に必要なバイアスレベルを特徴付けること
により作成できる。この曲線からのデータはバイアス電
圧６０を設定するために使用できる。またバイアス電圧
６０はＧａＮ材料３１を監視しながら選択的に調節で
き、そしてバイアスレベルはＧａＮ材料３０が所望量に
エッチングされた時に低減又は除去できる。
【００３０】ＨＢＴ３０を形成するためには、ｐ‐Ｇａ
Ｎ層３４の第１部分をマスクして、エッチング除去すべ
きｐ‐ＧａＮ層３４の第２部分４２を露出させて残す。
ＧａＮ材料３１に再び紫外線６２を照射し、そしてｐ‐
ＧａＮ層３４の露出部分４２のエッチングを引き起こす
レベルまで電池６０からバイアスをＧａＮ材料３０とカ
ソード５４の間に再び印加する。このバイアスレベルを
ｐ‐ＧａＮ層３４の予め選択された部分４２が除去され
て第２ｎ‐ＧａＮ層３８の頂面５２が露出するまで繰返
し印加する。接点４５〜４８を表面４９〜５２上にそれ
ぞれ取り付ける。電圧及び電流をＨＢＴ３２を形成する
ために接点４５〜４８に供給する。
Ｎ層３４の第１部分をマスクして、エッチング除去すべ
きｐ‐ＧａＮ層３４の第２部分４２を露出させて残す。
ＧａＮ材料３１に再び紫外線６２を照射し、そしてｐ‐
ＧａＮ層３４の露出部分４２のエッチングを引き起こす
レベルまで電池６０からバイアスをＧａＮ材料３０とカ
ソード５４の間に再び印加する。このバイアスレベルを
ｐ‐ＧａＮ層３４の予め選択された部分４２が除去され
て第２ｎ‐ＧａＮ層３８の頂面５２が露出するまで繰返
し印加する。接点４５〜４８を表面４９〜５２上にそれ
ぞれ取り付ける。電圧及び電流をＨＢＴ３２を形成する
ために接点４５〜４８に供給する。
【００３１】上記方法はＧａＮ材料を精密にエッチング
する方法を提供し、これは精密にエッチングされたＧａ
ＮＨＢＴを製造するためにｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料に適用
される場合に、特に有益である。本発明は従来の方法よ
りもエッチング制御を改良することができ、従って改善
された性能を有するＧａＮＨＢＴを提供できる。当業者
に理解できるように、本発明は上述した構造及び図面に
限定されるものではなく、ＧａＮ材料又はＧａＮ材料に
密接に関連した材料特性を有する他の材料を用いて実施
できる。本発明の多くの変更が可能であり、そして本発
明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されること
が理解されるであろう。
する方法を提供し、これは精密にエッチングされたＧａ
ＮＨＢＴを製造するためにｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料に適用
される場合に、特に有益である。本発明は従来の方法よ
りもエッチング制御を改良することができ、従って改善
された性能を有するＧａＮＨＢＴを提供できる。当業者
に理解できるように、本発明は上述した構造及び図面に
限定されるものではなく、ＧａＮ材料又はＧａＮ材料に
密接に関連した材料特性を有する他の材料を用いて実施
できる。本発明の多くの変更が可能であり、そして本発
明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されること
が理解されるであろう。
【図１】図１はＧａＮ材料をエッチングするのに用いる
本発明の第１の態様に依るエッチング方法を示す。
本発明の第１の態様に依るエッチング方法を示す。
【図２】図２は本発明の第２の態様に依るエッチング方
法を示す。
法を示す。
【図３】図３は本発明の第３の態様に依るエッチング方
法を示す。
法を示す。
【図４】図４はｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料を示す。
【図５】図５は本発明の方法を図４の材料に適用するこ
とにより形成したトランジスタを示す。
とにより形成したトランジスタを示す。
【図６】図６は図４のｎ‐ｐ‐ｎＧａＮ材料をエッチン
グするのに用いる本発明の第２の態様に依るエッチング
方法を示す。
グするのに用いる本発明の第２の態様に依るエッチング
方法を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ラジンダー・アール・サンデュ
アメリカ合衆国カリフォルニア州91384,
カスタイク，ミュールディア・レイン
29960
(72)発明者 マイケル・ウォジトヴィクツ
アメリカ合衆国カリフォルニア州90815,
ロング・ビーチ，モノグラム・アベニュ
ー 2824
(56)参考文献 特開 平10−256226（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−229199（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−203862（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−3779（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/306,21/3063,21/308
Claims (9)
- 【請求項１】 アノード電池電位を有するアノード半電
池を形成する第１化学組成を有する第１溶液においてア
ノードとしてＧａＮ材料を形成し； アノード半電池のためのカソード半電池を提供し、ここ
で、カソード半電池はアノード半電池から間隔を空けて
分離され、カソード半電池は第２化学組成を有する第２
溶液に浸漬される予め選択される材料から作製されるカ
ソードを含み、カソード半電池はカソード電池電位を有
する； カソード半電池及びアノード半電池を外部回路とともに
連結し；そして 電気化学的電池が自発的に駆動しＧａＮ材料をエッチン
グするガルバニ電池であるように、第１及び第２溶液の
各々の化学組成及びカソードの材料を選択する； ことを含むＧａＮ材料のエッチング方法。 - 【請求項２】 上記エッチングは、或るエッチング速度
で起こり、上記方法は、アノード半電池及びカソード半
電池に外部バイアス源を連結し、バイアスのレベルを選
択的に変化させてエッチング深さを選択的に制御するこ
とを更に含む請求項１の方法。 - 【請求項３】 上記バイアスが印加されている間に上記
ＧａＮ材料を紫外線に露出することを更に含む請求項２
の方法。 - 【請求項４】 上記バイアスレベルが選択的に設定され
て、予め選択される深さにＧａＮ材料をエッチングする
ことを更に含む請求項２の方法。 - 【請求項５】 カソード半電池及びアノード半電池を外
部回路とともに連結することが、カソード半電池及びア
ノード半電池を塩橋とともに連結することを含む請求項
１の方法。 - 【請求項６】 第１及び第２のｎ‐ＧａＮ層間に挟まれ
たｐ‐ＧａＮ層を有するＧａＮ材料からＧａＮヘテロ接
合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を製造する方法で
あって、この方法は： アノード電池電位を有するアノード半電池を形成する第
１化学組成を有する第１溶液においてアノードとしてＧ
ａＮ材料を形成し； 上記第１のｎ‐ＧａＮ層の第１の予め選択される部分を
マスクして、エッチングされるべき上記ｎ‐ＧａＮ層の
第２の予め選択される部分をマスクしないで残留させ； アノード半電池のためのカソード半電池を提供し、ここ
で、カソード半電池はアノード半電池から間隔を空けて
分離され、 カソード半電池及びアノード半電池を連結して電気化学
的電池を形成し； 電気化学的電池が自発的に駆動し第１のｎ‐ＧａＮ材料
のマスクしていない部分を予め選択されるｎ‐ＧａＮ深
さにエッチングするガルバニ電池であるように、カソー
ド半電池及びアノード半電池の組成を選択することによ
って第１のｎ‐ＧａＮ材料を予め選択されるｎ‐ＧａＮ
深さにエッチングし； 上記ｐ‐ＧａＮ層の第１の予め選択される部分をマスク
して、エッチングされるべき上記ｐ‐ＧａＮ層の第２の
予め選択される部分をマスクしないで残留させ； ｐ‐ＧａＮ材料を予め選択されるｐ‐ＧａＮ深さにエッ
チングし；そして 上記各層の露出面にコンタクトを取り付けて、上記ＨＢ
Ｔを形成する； ことを含む上記方法。 - 【請求項７】 第１のｎ‐ＧａＮ材料をエッチングする
ことが、第１のｎ‐ＧａＮ層のマスクされていない部分
をエッチングしそのエッチングをｐ−ＧａＮ層の表面で
停止するために選択される予め選択されるレベルに第１
のバイアスレベルを設定することを含む請求項６の方
法。 - 【請求項８】 第１及び第２のバイアスレベルが印加さ
れている間に上記材料を紫外線に露出することを更に含
む請求項６の方法。 - 【請求項９】 ｐ‐ＧａＮ材料をエッチングすること
が、ｐ‐ＧａＮ層のマスクされていない部分をエッチン
グしそのエッチングを第２のｎ−ＧａＮ層の表面で停止
するために選択される予め選択されるレベルに第２のバ
イアスレベルを設定することを含む請求項６の方法。
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- 2001-01-04 KR KR1020010000314A patent/KR20010077961A/ko not_active Application Discontinuation
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