TW472329B - Precision wide band gap semiconductor etching - Google Patents
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Description
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472329 A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明背景 本發明大體上關於蝕刻方法，特別關於蝕刻氮化鎵（ G a' N )材料以產生G a N半導體裝置之方法。 氮化鎵（G a N )係寬能帶隙材料，其具有寬能帶隙 半導體裝置所需的特性，包含高崩潰電壓及電流處理能力 。當於局功率放大器中實施時’相較於類似頻率、相同的 裝置週邊砷化鎵（G a A s )放大器，G a N材料的高崩 潰電壓特性會轉換成較高功率，較高效率。高的G a N功 率密度意指相同的頻率、相同的拓蹼時，G a N放大器佔 有的材料面積縮減，比相等頻率的G a A s放大器小約 1 0 0倍。因此，可由G a N裝置實現顯著的效能改進。 但是，爲了實現來自G a N裝置之改進，必須將裝置精細 地尺寸化並精密地蝕刻。已證明難以使用標準的乾及濕化 學蝕刻技術達成此目的。 由於乾蝕刻技術不可修復地損傷G a N表面，所以已 證明這些技術不適於蝕刻G a N材料。雖然已證明高離子 密度電漿相較於較低的離子密度電漿可減少損傷，但是， 相較於濕化學蝕刻的G a N表面，這些低損傷乾蝕刻仍屬 高度損傷。 對於G a N材料而言’濕化學蝕刻比乾化學蝕刻提供 更好的結果’但是仍缺乏精密蝕刻G a N材料所需的控制 。目前的濕化學蝕刻技術係將材料浸在蝕刻溶液中並以紫 外光（U V )照射材料。U V光會在材料中造成反應，使 得材料的原子從固態變成液相並溶於飽刻溶液中，藉以蝕 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公愛） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
— —— — — — — — I — — — — — — — — — — — — — 货 — — — — — — — I -4- 472329 Α7 Β7 五、發明說明（2 ) 刻材料。由於主要的週邊控制要素係光的強度及G a N材 料的材料品質，所以’此技術未提供足夠的控制以精密地 触刻G a N材料。 當用於蝕刻G a N異質接面雙極電晶體（Η B T )時 ’習知的濕蝕刻技術之缺點係相當明顯的。在蝕刻Η Β Τ 時’使受蝕刻表面的粗糙度最小之方式，蝕刻材料，是非 常重要的。受蝕刻表面之粗糙度與來自材料表面的離子擴 散有關。根據習知的濕蝕刻方法，受蝕刻表面之粗糙度係 取決於光的均勻度、任何點的蝕刻溶液之濃度、及要蝕刻 的材料之品質。材料之不均勻照明會造成粗糙表面。此外 ，缺陷材料之不良品質會造成電子電洞對在缺陷處復合且 蝕刻將發生於缺陷週圍而留下不需要的缺陷不受影響。由 於典型的G a Ν材料含有實際數目的雜質及缺陷，所以對 於G a N材料，這特別是問題。 除了在蝕刻之後提供平滑表面，以由η — p — n G a Ν材料形成具有射極/基極/集極之Η Β Τ，將射極 材料的整個預選部份蝕刻掉並幾乎正好在基極材料的表面 停止蝕刻以致於接點可直接置於基極上，也是很重要的。 假使太多的射極材料保留在基極上，則接點不會允許在基 極層中導電。而且，假使太多的基極材料表面被移除，則 Η Β Τ的電特性會變差。本濕蝕刻技術取決於光的強度以 控制蝕刻深度，這無法提供充份的控制以在正好某點處停 止蝕刻。因此，當應用至η — p _ n G a Ν材料時，習 知的濕蝕刻方法典型上會過蝕刻或下蝕刻材料，造成不良 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-丨 i --------訂·--------I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 472329 其提供改進 n G a Ν A7 B7 五、發明說明（3 ) 性能的Η B T。 因此，需要精密蝕刻G a Ν材料之方法 的表面平滑度並可操作以選擇性蝕刻η - p 材料，以產生G a Ν Η B T。 發明槪述 已說明習知技藝的前述及其它缺點，本發明可克服卞 這些缺點，本發明提供蝕刻G a N材料之方法。方法包括 配置G a N材料作爲電化學電池中的陽極，其中電化學電 池包括一起固持於容器中的陽極、陰極及電解液。電池係 用以造成G a N材料的蝕刻。在第一觀點中，在陽極與陰 極之間施加偏壓，此偏壓的位準大於電池的標準電化學電 位以造成材料的蝕刻。偏壓的位準可調整以便選擇性地控 制蝕刻速率。 在第二觀點中’當施加偏壓時’以紫外光照射材料， 輔助蝕刻製程。 在第三觀點中，本發明提供方法，以具有夾在第一與 第二n — G a N層之間的p — G a N層之n — p — n GaN材料，製造GaN異質雙極電晶體（hbt)。方 法包括掩罩第一 n — G a N層的部份，留下第一 ^ — G a Ν層的未掩罩部份。以G a Ν材料作爲電化學電池中 的陽極，其中電化學電池包括陽極、陰極及電解質。在陽 極與陰極之間施加達到足以蝕刻掉第一n 一 G a N層的未 掩罩部份的第一位準之偏壓。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 -X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 八 -------訂---------線！----------------------- -6- 329 329 7 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 μ β說明（4 ) 然後掩罩Ρ- GaN層的預選部份，留下未經掩罩的 p - G a N層之預選部份被蝕刻。在陽極與陰極之間施加 達到足以蝕刻掉P - G a N層的未掩罩部份之第二位準的 第二偏壓。接點會附著至P — G a N層及η — G a N層的 表面且電壓及電流會施加至接點以形成Η B T。 在第四觀點中，藉由選擇性地設定偏壓値，控制η — G a Ν與Ρ — G a Ν之間的蝕刻速率及蝕刻選擇性；及， 在第五觀點中’當施加偏壓時以U V光照射材料，以輔助 材料的蝕刻。 圖式簡述 將參考附圖，於下詳述較佳實施例，其中： 圖1係顯示用以蝕刻G a N材料之根據本發明的第— 實施例之蝕刻方法； 圖2係顯示根據本發明的第二實施例之蝕刻方法； 圖3係顯示根據本發明的第三實施例之鈾刻方法； 圖4係顯示η — p — n GaN材料； 圖5係顯示應用本發明的方法至圖4的材料所形成的 電晶體；及 圖6係顯不用以触刻圖4的η _ p — η材料之本發明 的第二實施例之蝕刻方法。 ΐ要元件對照表 10 陽極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A.l規格（2]0 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) —am· n I n n i_· I 一 472323 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5 14 0 4 7 0 4 4 0 4 2 化學電池 陰極 電解液 容器 可變電壓源 接線 接點 紫外光 電池 陽極半電池 陰極半電池 G a N材料 溶液 陰極 溶液 鹽橋 可變電壓源 G a N材料 G a N電晶體 p — G a N材料 η G a Ν材料 η - G a Ν材料 第一 η - G a Ν層的選取部份 Ρ G a Ν層的選取部份 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格mo X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -------訂---------線— . -8- 472329 A7 B7 五、發明說明（6 ) 第一 η - G a N層的其餘部份 p - G a N層的其餘部份 接點 接點 接點 射極的曝露表面 基極的曝露表面 集極的曝露表面 化學電池 陰極 電解液 可變偏壓源 U V光 深度 較佳實施例詳沭 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 3 4 4 4 5 4 6 4 8 4 9 5 0
6 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁). 本發明係關於蝕刻氮化鎵（G a N )層之方法。更特 別地’本發明關於特別是η 一 p 一 n g a Ν材料之 G a N材料的精密蝕刻以形成G a n η B 丁之方法。本 發明的方法較佳地用於諸如電晶體等G a n半導體裝置， 但是’也可用以蝕刻任何應用的G a n材料。爲了說明， 大致上說明發法的步驟並顯示於圖1中。圖2 & 〇 1示明 根據本發明之用以蝕刻G a N材料之增加的或过〜 "、匕的步驟 。圖4&5係分別顯示n—p-n GaN材料及蝕刻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9 - 472329 A7 B7 五、發明說明（7 ) 4的η ~ p — n G a Ν材料而形成的電晶體。圖6係顯 示從圖4的G a N材料蝕刻圖5的電晶體之根據本發明所 使用的方法。 起初’如圖1所示，設置G a N材料1 0。製程中的 第一步係在電化學電池1 1中以G a N材料1 0作爲陽極 1 0 °電化學電池1 1包括容納於容器1 4中的陽極i 〇 、陰極1 2及電解液1 3，如此，對陽極1 〇而言，將 G a N材料1 〇作爲陽極將要求設置陰極1 2及電解液 1 3 ’其中陰極1 2及電解液1 3具有預選的材料及化學 特性。陰極1 2較佳地由鋁材料（p t )製造，但也可由 習於此技藝者所熟知的可作爲陰極之任何材料製成。電解 液1 3較佳地爲諸如氫氧化鉀等基礎溶液或是諸如硫酸等 稀釋的酸。 每一電化學電池1 1具有標準的電化學電池電位，標 準電化學電池電位係被定義爲克服電池1 1中所有損耗及 運轉電池1 1所需的電池偏壓。假使電化學電位大於零， 則製程中的下一步驟係將電壓校正量加至電池1 1以使電 池1 1運轉。爲了如此執行，G A η材料（陽極）1 〇 會連接至諸如可變電壓源1 5之偏壓源1 5 ’偏壓源1 5 係位於電解液1 3的遠側。G a Ν材料（陽極）1 〇會如 同標號1 6的線所示般連接至偏壓源1 5的一端’而陰極 1 2會如同標號1 8的線所示般’連接至偏壓源1 5的另 一端。 由偏壓源1 5所提供的電壓會緩慢地增加直到觀察到 本紙張尺度適用中國國家標準規格（WO X Μ7公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -#-Γ0、· I ϋ Bn n ϋ 1 I n n I - -.. - I - —I - - - - - - - I - n ---1 -10- 472329 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明說明（8) G a N材料1 0開始蝕刻爲止。由於G a N材料具有產生 電阻材料損耗之材料特性且電解液1 3具有產生電阻溶液 損耗之化學特性’所以由偏壓源1 5提供的電壓必須大於 電解液1 3與G a N材料1 〇的電阻損耗，並大於電池 1 1的1標準電化學電池電位，以開始蝕刻製程。一旦偏 壓超過電阻損耗及電池1 1之標準電化學電池電位，則鎵 離子將以電化學方式溶解，並在開始蝕刻製程時釋放氮氣 。舉例而言’需要約0 . 8伏特偏壓以在電池1 1中促成 G a N材料1 0的蝕刻，其中g a N材料1 〇係作爲陽極 1 0 ’陰極1 2係由鉛材料製成，電解液1 3係氫氧化鉀 溶液。 G a N材料1 〇之蝕刻速率與偏壓源1 5提供的偏壓 位準成正比。因此，藉由增加或減少偏壓位準，可控制 G a N材料的触刻速率。僅需降低偏壓位準至損耗及/或 標準電化學電池電位之下的位準，即可停止蝕刻製程。 在G a N材料1 〇與陰極1 2之間施加偏壓典型上需 要在接線1 6與材料1 〇之間有接點2 〇。由偏壓源1 5 所產生的電壓會經由接點2 〇施加至g a N材料1 0並從 接點2 0經過材料1 〇的表面。G a n材料i 〇的表面具 有之電阻會於電壓經過材料丨〇的表面時，減少施加電壓 的位準，造成接近材料1 〇的邊緣之材料丨.〇的區域曝露 在低壓位準，因而未被適當地蝕刻。克服此問題的一方 法係增加施加電壓的位準。但是’此法會在接.點2 〇與陰 fe 1 2之間形成導電通路，造成接點進行不需要的蝕刻反 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -I ^ III — — —— 一--OJI - 1 - - I - - I I I — — — — — — — — III — — — — —— — — — — I· -11 - 472323 A7 一 B7 五、發明說明（9) 應。爲對抗此問題，接點2 0可配置成柵線接點2 〇 ，其 係以珊狀圖案延伸經過材料1 〇。較佳的是，未真正地接 觸材料1 0之接點2 0的部份會塗著有絕緣材料，以防止 蝕刻接點2 0的那些表面。或者，接點2 〇可由具有實際 上類似於陰極1 2的特性之材料所製成，以致於無法在接 點2 0與陰極1 2之間建立電位，因此，不利於反應。舉 例而言，接點2 0及陰極1 2均可由鉑材料製成。 參考圖2 ’關於發明的較佳實施例，當偏壓從偏壓源 1 5施加時’以預選量的紫外光（以標號2 1之箭號顯示 )照射G a N材料1 0。此作法可加速蝕刻製程，比僅使 用偏壓更能快速地蝕刻G a N材料1 〇並提供經過精密地 鈾刻之G a N材料1 〇的表面。將G a N材料1 〇曝露至 UV光2 1 ’會造成反應，以致於來自材料1 〇的電子會 傳送至陰極1 2且鎵（G a )原子會從固相溶解成液相， 而開始G a N材料1 〇的蝕刻。如同前述，偏壓位準會控 制G a N材料1 ΰ的蝕刻速率。舉例而言，高偏壓位準將 造成高蝕刻速率’減少偏壓位準會減緩蝕刻速率，即使在 U V光2 1的存在下’反轉偏壓位準，仍將停止蝕刻處理 。這將提供顯著的蝕刻製程控制量。 關於某些G a Ν及G a Ν基礎材料之餓刻，可望減少 陽極1 0與陰極1 2之間由偏壓源1 5施加的偏壓量。如 此執行的一方法係減少或消除電化學電池1 1的電化學電 位，藉以降低必須施加以使電池1 1操作之電壓。如圖 1 3所示’完成此點之方法係以二個耦合在一起的半電池 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消货合作社印製 n I n n n ^1. - 一-aJ» I I— n 1· ϋ I 1 - - I - I n n ϋ - - - - - - n I— n - - - , •12- 472329 A7 B7 五、發明說明（1〇) 2 3、2 4配置電池2 2。陽極半電池2 3包括第一溶液 2 6中的G a N材料2 5，陰極半電池2 4包括第二溶液 28中的陰極27。半電池23、 24係藉由鹽橋29耦 合在一起。電池2 2的電化學電池電位係陽極2 3與陰極 2 4半電池的電池電位之間的差。選取每一溶液2 6、 2 8的化學成份及陰極2 7的材料以提供所需的電池2 2 之電化學電位。現在參考圖3及表1 ，表1的欄1係顯示 可用於本發明之不同的陰極半電池2 3之化學成份。欄2 係提供每一陰極半電池2 3的電池電位（E。a t h。（l e )。 欄3係提供藉由鹽橋2 9耦合至具有〇 . 8伏特的陽極電 池電位（E ;l H。<=)之陽極半電池2 3時每一陰極半電池 24的標準電化學電位（Ec：ell)，其中Ec；ell = E c ii t h u tl c ~" E fi ii 〇 d e 。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印則衣 陰極半電池（23) Ecattiode(V) Ece,l(V) Mn〇.丨i + 4H + + 3e- — 1.69 0.89 Μη〇2 + 2Η2〇 Pb〇2(s) + 4H + + 2e' — 1.45 0.45 Pb2T + 2H2〇 MnO：(s) + 4H + + 2e·^ 1.23 0.43 Mn:、2H2〇 Ag"4-e*-> Ag(s) 0.8 0 表1 -13- 本纸張尺度適用申國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 472329 A7 五、發明說明（11) 如同表1中淸楚所示，藉由選擇溶液2 6、 2 8的化 學成份及陰極2 7的材料，電池2 2的標準電化學電池電 位是可選取的、可控制的並因而是可縮減的。如同表1的 最後一列所示’適當地選取電池2 2之材料及溶液，可將 電化學電池電位（真正地降至零，產生一次電池 ’其會自發性地操作，無須偏壓電壓。但是，即使電池 2 2係配置成自發性地操作，較佳地仍是在陽極2 5與陰 極2 7之間造成可變電壓源3 0，以提供如上所述之蝕刻 速率控制。 . ， 現在參考圖2 & 4 - 6，本發明對於蝕刻G a N材料 3 1以形成G a N電晶體3 2或G a N半導體裝置是特別 有用的。爲了如此執行，第一步係提供G a N材料3 1 ， 其具有夾在二層η — G a N材料3 6、3 8之間的p — G a N材料層3 4。爲了形成圖5的電晶體，將需要以蝕 刻移除第一 n — G a N層3 6的選取部份4 0及p — G a N層3 4的選取部份4 3。爲了以經過蝕刻的G a N 材料形成電晶體3 2 ，第一 η - G a N層3 6的其餘部份 會作爲射極，P - G a N層3 4的其餘部份4 4會作爲基 極；而第二n — G a N層3 8會作爲電晶體3 2的集極。 接點45 — 48會分別置於射極43、基極44及集極 3 8的曝露表面4 9 一 5 2上。以電壓及電流將這些接點 4 5 - 4 8偏壓，以形成電晶體3 2。 藉由習於此技藝者所熟知之掩罩技術，較佳地蝕刻 G a N材料3 0的部份4 0、4 2。爲達成此點，第一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -I I I-----^i — 1 — s — ^ I .N ---------------------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472329 A7 _-____ B7 五、發明說明（12) G a N層3 6的部份4 3會被掩罩，留下要触刻移除的第 一-G a N層3 6之第二部份4 0不被掩罩。參考圖6 ’被 掩罩的G a N材料3 0會作爲包含陰極5 4及電解液5 5 之電化學電池5 3中的陽極3 0。G a N材料3 0及陰極 5 4會連接至可變偏壓源6 0，可變偏壓源6 0係可操作 以在G a N材料3 0與陰極5 4之間施加可選擇的偏壓位 準。以UV光6 2照射GaN材料3 0，同時在GaN材 料3 0與陰極5 4之間以偏壓源6 0施加偏壓。供應足夠 的偏壓位準，以克服電解液5 5、陰極5 4及G a N材料 3· 0的所有損耗，造成第一η - G a N層3 6的未經掩罩 部份4 0之蝕刻。將偏壓位準連續地增加至大於電解液 5 5、陰極5 4及G a N材料3 0的電阻損耗以及標準的 電化學電池電位，以便以所需速率繼·續地蝕刻第一 η -G a Ν層3 6直至第一 n — G a Ν層3 6的未經掩罩部份 4 0被移除爲止，而曝露p _G 8_^[層3 4的上表面5 0 〇 由於本方法使用UV光6 2及偏壓源6 0施加的偏壓 之組合以蝕刻第一 η - G a N層3 6 ，所以本蝕刻方法比 習知的濕蝕刻法，提供更平滑的蝕刻表面5 0。偏壓的施 加不僅減少U V光6 2對表面5 0的粗糙之不均勻照射， 更有助於蝕刻掉任何可能存在於第一 η - G a N層3 6中 的缺陷。 本發明的一重要優點係在任何預選的深度處選擇性地 停止蝕刻製程。偏壓源6 0所施加的偏壓位準與要被蝕刻 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁). it I I I I I I I — — — — — — — — — I _ -15- 472329 A7 ___ B7 五、發明說明（13) 的電阻有關。電阻愈高，則要蝕刻材料之偏壓位準必須愈 高。n — GaN層36的電阻會隨著深度64而增加。η - G a Ν層3 6的此特性允許操作者將偏壓源6 0選擇性 地設定於克服僅達到預選深度的η — G a N層3 6的電阻 之位準。藉由如此作法，η - G a N層3 6將在預選深度 處停止蝕刻。 本方法的另一優點係幾乎正好在p - G a N層的表面 5 0處，停止第一 n — G a N層4 0的餓刻。由於第一 η —GaN層36及ρ- GaN層34的其餘部份43、 4 4將分別爲電晶體3 2的射極4 3及基極.4 4，所以， 這對於HB T而言是重要的。因此，高效率的HBT需要 直接位於基極層4 4的表面5 0上之接點4 6。假使整個 層4 0太多部份餘留在基極表面5 0上時，接點4 6在基 極層4 4中不會允許導通。而且，假使移除太多的基極層 4 4之表面5 0時，電晶體3 2的電特性會變差。 基極層3 4的電阻高於射極層3 6的電阻。因此，由 電池6 0施加的偏壓位準可被調整並被設定至充份的位準 以克服射極層3 6的電阻，這會移除選取的射極層4 0， 但是仍不足以克服基極層3 4的電阻，以致於無基極層 3 4被移除。 較佳地，藉由實驗室測試資料之助，選擇所選取的蝕 刻深度6 4所需之偏壓量或是在基極層3 4的表面5 0處 停止蝕刻製程所需的偏壓量。如此作法，藉由應用上述方 法至測試樣品並以每一蝕刻深度6 4所需之偏壓位準爲特 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)/V1規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
—^11 — — — — —』SJI I I I I n I I I I J. ^ I I I i — — — — — — — — ^ 1 I ^ I I t I I -16- 329 A7 ______B7_ 五、發明說明（14 ) 徵，產生偏壓位準相對於蝕刻深度6 4之曲線。然後，使 用來自此曲線之資料以設定偏壓電壓6 0。或者，可選擇 性地調整偏壓6 0，同時，於G a N材料3 0被蝕刻所需 量時，監視G a N材料3 1並降低或移除偏壓位準。 p - G a N層3 4的第一部份會被掩罩，留下要被餓 刻之p — G a N層3 4的第二部份4 2曝露，而完成 Η B T 30。再度以UV光62照射GaN材料3 1， 並於G a N材料3 0與陰極5 4之間，從電池6 0再度施 加位準會造成p - G a N層3 4的曝露部份4 2的鈾刻之 位準。連續地施加此偏壓位準直至p - G a N層3 4的預 選部份4 2被移除而曝露第二n _G a N層3 8的上表面 5 2爲止。接點4 5 — 4 8會分別附加至表面4 9 — 5 2 。電壓及電流會供應至接點4 5 - 4 8以形成HB T 3 2 〇 上述方法提供精準地蝕刻G a N材料之方法，當應用 至η — p — n G a Ν材料以精密地產生鈾刻過的g a Ν Η Β Τ時，特別有用。本發明提供比習知的方法更加改 進的蝕刻控制，提供具有改進旳性能之G a Ν Η Β T。 如同習於此技藝者所瞭解般，本發明不限於上述顯示及說 _明之結構及圖式，而是可由具有與G a Ν材料特性緊密相 關的材料特性之任何G a N材料或其它材料實施。可瞭解 本發明的很多變異是可能的且發明僅受限於後述申請專利 範圍。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
I H ^ ϋ n I n n n n I n I— n n n I I -17-
Claims (1)
- 472329申請專利範圍 1 .—種蝕刻G a N材料之方法，包括： 將G a N材料配置爲電化學電池中的陽極，該電化學 電池包括陽極、陰極及電解液；及 配置該電池以造成G a N材料的餓刻。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中配置該電池 包括施加激源至該電池以造成材料的飽刻。 3 .如申請專利範圍第2項之方法，其中施加激源包 括在陽極與陰極之間施加位準足以造成材料的蝕刻之電壓 偏壓。 4，如申請專利範圍第3項之方法，其中該電化學電 池具有電池電位’施加電壓偏壓之步驟包括在陽極與陰極 之間施加位準大於電池電位之偏壓以造成材料的触刻。 5 .如申g靑專利範圍第3項之方法，其中餓刻係以蝕 刻速率發生，該方法又包括選擇性地改變偏壓位準以選擇 性地控制蝕刻速率。 6 .如申請專利範圍第3項之方法，又包括正施加偏 壓時，使材料受紫外光曝照。 7 .如申請專利範圍第6項之方法，其中將G a N材 料配置爲電化學電池中的陽極包括將G a N材料配置成具 有鈾陰極及氫氧化鉀電解液之電化學電池中的陽極》 8 ·如申請專利範圍第7項之方法，其中蝕刻係以蝕 刻速率發生，該方法又包括選擇性地改變偏壓位準以選擇 性地控制蝕刻速率。 9 .如申請專利範圍第3項之方法，又包括選擇性地 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 杜 印 製 — — — — — — — a — — — — — — —— I I — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- 472329 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 設定偏壓位準以蝕刻材料至預選的深度。 1 0 .如申請專利範圍第3項之方法，其中施加電壓 偏壓包括耦合陽極及陰極至可變電壓控制偏壓源。 1 1 .如申請專利範圍第1 0項之方法，又包括選擇 性地設定偏壓位準以蝕刻材料至預選的深度。 1 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中將G a N 材料配置爲陽極包括G a N材料配置成陽極半電池中的陽 極並提供陰極半電池’其中該陽極及陰極半電池一起構成 電化學電池。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之方法，其中配置電 池包括選取陽極與陰極半電池的材料及化學成份以便自發 地運轉電池並造成G a N材料的餓刻。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中蝕刻係 以蝕刻速率發生’該方法又包括選擇性地改變偏壓位準以 選擇性地控制蝕刻速率。 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之方法，又包括正施 加偏壓時，使材料受紫外光曝照。 1 6 .如申請專利範圍第1 3項之方法，又包括選擇 性地設定偏壓位準以蝕刻材料至預選的深度。 1 7 . —種從G a N材料製造G a N高能帶隙電晶體 (Η BT)之方法’該GaN材料具有夾在第一與第二η -G a Ν層之間的ρ - G a Ν層’該方法包括下述步驟： 將G a N材料配置爲電化學電池中的陽極，其中電化 學電池包含陽極、陰極及電解液； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 I _^n n 1 1 一-δ，a n ϋ 1 ϋ 1 I ^ I n n n n 9 2 888Φ ABCD 六、申請專利範圍 掩罩第~ n — G a N層的第一預選部份以致於留下要 被蝕刻的n ~ G a N層之第二預選部份未經掩罩； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 規劃該電池以蝕刻掉第一 η - G a N層的未經掩罩部 份； 掩罩P - G a N層的第一預選部份以致於留下要被蝕 刻的P — G a N層之第二預選部份未經掩罩； 規劃該電池以蝕刻掉p — G a N層的未經掩罩部份； 及 附加接點至每一層的曝露表面以形成Η B T。. 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之方法，其中規劃電 池以蝕刻掉η - G a Ν層的未經掩罩部份包括在陽極與陰 極之間施加第一偏壓至足以蝕刻第一 η - G a N層的未經 掩罩部份之第一位準；及繼續施加第一偏壓至大於或等於 第一位準之位準直至第一 η - G a N層的未經掩罩部份被 移除，曝露p - G a N層的表面爲止。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項之方法，其中第一 η - G a Ν層的蝕刻會以第一蝕刻速率發生，該方法又包括 選擇性地改變第一偏壓的位準以選擇性地控制第一蝕刻速 率。 2 0 .如申請專利範圍第1 9項之方法，又包括設定 將於預選深度停止材料蝕刻之第一位準値。 2 1 .如申請專利範圍第2 0項之方法，又包括將第 一偏壓位準設定於預選位準以蝕刻第一 η — G a N層的未 經掩罩部份並於P - G a N層的表面停止蝕刻。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .〇〇 . A8 B8 C8 D8 472329 六、申請專利範圍 2 2 .如申請專利範圍第2 1項之方法，其中規劃電 池以蝕刻掉p - G a N層的未經掩罩部份包括在陽極與陰 極之間施加第二偏壓至足以蝕刻p _ G a N層的未經掩罩 部份之第二位準；及繼續施加第二偏壓至大於或等於第二 位準之位準直至p - G a N層的未經掩罩部份被移除，曝 露第二n — G a N層的表面爲止。 2 3 ·如申請專利範圍第1 8項之方法，又包括正施 加第一及第二偏壓位準時，使材料受紫外光曝照。 2 4 .如申請專利範圍第2 3項之方法，又包括將第 一位準設定於在預選深度處停止材料的蝕刻之値。 2 5 .如申請專利範圍第2 4項之方法，又包括設定 第一偏壓位準於預選位準以触刻第一 η — G a N層的未經 掩罩部份並在P — G a N層的表面處停止蝕刻。 2 6 .如申請專利範圍第2 5項之方法，其中規劃電 池以蝕刻掉p - G a N層的未經掩罩部份包括在陽極與陰 極之間施加第二偏壓至足以蝕刻p — G a N層的未經掩罩 部份之第二位準；及繼續施加第二偏壓至大於或等於第二 — — — — — — — —— — — —— i — — — — — — ^ 1111!11 (請先閲讀背面之注意事項再填r:<頁) 經濟部智慧財產局員工浼費合作杜印製 至 直 準 位 之二 準第 位露 η G 除 移 被 份 B- 咅 罩 掩 經 未 的 層 N β G I Ρ 曝 止 爲 面 表 的 層 Ν 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 -
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