酸化ガリウムの表面および界面処理技術の研究

氧化镓表面及界面处理技术研究

• 批准号: 22K04047
• 负责人: 新海 聡子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04047/
• 关键词: 酸化ガリウム; ドライエッチング; ウエットエッチング; トレンチ; コーナー

2022年度はドライエッチング後の酸化ガリウム（Ga2O3）試料に水酸化テトラメチルアンモニウム（TMAH）を用いてウエットエッチングを施し，表面平坦化に効果があるか走査電子顕微鏡（SEM）および走査プローブ顕微鏡（SPM）を用いて調べることを予定していた．しかしながら，走査プローブ顕微鏡（SPM）の故障により表面平坦性効果を評価することができなくなってしまったため，2023年度に実施予定であったトレンチ構造の作製を前倒しして行った．はじめに，プラズマCVD（P-CVD）法で酸化ガリウム上にSiO2膜を堆積した．そして，リソグラフィーによるパターニングを施し，ドライエッチングを施すことでSiO2マスクを作製した．次に，Cl2ガスおよびBCl3ガスを用いた誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング（ICP-RIE）にて酸化ガリウムにトレンチ構造を作製した．ドライエッチング条件はガス種，ICP電力，そしてBias電力を変化させた．その結果，酸化ガリウムはICP電力に大きく影響を受け，いずれのガスにおいても高いICP電力値ではサブトレンチ（マイクロトレンチ）が形成されることが明らかになった．サブトレンチが形成したトレンチではトレンチ底部で電解集中が発生する．そのため，ドライエッチングにてトレンチ構造を作製する段階で，ドライエッチングの条件を最適化させる必要があることがわかった．また，Cl2ガスはエッチングレートが遅く，選択比も悪いため，Cl2ガスで深いトレンチ構造を作製することは困難であることが明らかとなった．今年度は走査プローブ顕微鏡（SPM）の使用が可能となったため，昨年度実施する予定であった表面平坦性効果を明らかにしながら，トレンチ形状の変化に及ぼすウエットエッチングの効果を明らかにする予定である．

在2022财年，我们计划使用氢氧化四甲基铵（TMAH）进行干燥蚀刻后的氧化甘油（GA2O3）样品进行湿蚀刻，以确定它们是否使用扫描电子显微镜（SEM）和扫描探针显微镜（SPM）在表面平面化中有效。但是，由于扫描探针显微镜（SPM）的失败，无法评估表面扁平度效果，并且预定在2023财年实施的沟槽结构的制造是提前进行的。首先，通过血浆CVD（P-CVD）沉积了SiO2膜。然后，通过光刻和干燥蚀刻来制作SiO2掩模。接下来，使用CL2气体和Bcl3气体通过电感耦合的血浆反应离子蚀刻（ICP-RIE）在氧化加仑中制备沟槽结构。气体物种，ICP功率和偏置功率的干燥蚀刻条件有所不同。结果，据揭示了氧化甘露会受到ICP功率的严重影响，并且在所有气体中，在高ICP功率值下形成了亚基（微沟）。在亚基式形成的沟渠中，电解浓度发生在沟槽的底部。因此，发现在使用干蚀刻制造沟槽结构时，需要优化干蚀刻的条件。此外，由于CL2气体的蚀刻速度缓慢且选择性差，因此已经表明，很难用Cl2气体制造深沟结结构。今年，现在可以使用扫描探针显微镜（SPMS），我们计划阐明湿蚀刻对沟槽形状变化的影响，同时阐明计划去年进行的表面平坦效应。