美實驗室開發(fā)砷化鎵新晶圓蝕刻法

?

　　美國伊利諾大學(University of Illinois)實驗室開發(fā)出一種以金屬為蝕刻催化劑的砷化鎵晶圓蝕刻法，這種蝕刻方法，其制造速度較傳統(tǒng)的濕式蝕刻制程來得快、而成本又較干式蝕刻來得低，一旦該制程獲得推廣，可望有效推進用以生產(chǎn)太陽能砷化鎵產(chǎn)品的商業(yè)應用技術(shù)。

　　砷化鎵晶圓被應用在制造射頻元件、太陽能電池，由于其較矽材料更佳的電子移動速率，在高頻率應用的效能上較矽來得更佳。不過，砷化鎵材料易破碎的結(jié)構(gòu)，使得過去對砷化鎵晶圓的蝕刻，多半只能采用蝕刻時間需時較長的濕制程，也拉長了砷化鎵晶圓產(chǎn)業(yè)的制造周期。

　　而美國伊利諾大學開發(fā)出的「金屬輔助化學蝕刻(Metal-assisted chemical etching, MACEtch)」技術(shù)，是將一片已刻妥晶圓表面欲蝕刻圖像的金屬薄膜，覆蓋在砷化鎵晶圓上，然后將砷化鎵晶圓浸入MACEtch蝕刻溶液當中。由于有金屬作為催化劑，被金屬所覆蓋、接觸的晶圓表面，遭蝕刻的速度將較沒有被覆蓋的部份來得快，從而達成差分蝕刻(differential etching)的目的。

　　值得注意的是，有別于傳統(tǒng)半導體制程采用光罩制程來刻劃晶圓所需的結(jié)構(gòu)圖像，伊利諾大學的實驗室采用了「軟光刻(soft lithography)」制程，制造出用以覆蓋在砷化鎵晶圓表面的金屬薄膜。這種制程省去了高昂的光罩設(shè)備成本，因此亦可有效降低金屬輔助化學蝕刻制程的總體成本。

　　不過相對地，受限于該制程技術(shù)目前僅能進行垂直結(jié)構(gòu)蝕刻，僅適于制造「劍山」型態(tài)的晶圓表面結(jié)構(gòu)，因此技術(shù)推廣初期，主要將應用于捕捉光線的太陽能砷化鎵產(chǎn)品;惟該實驗室目前亦積極提升技術(shù)，最終目的不僅要能生產(chǎn)各種形式的砷化鎵結(jié)構(gòu)，也希望能將該技術(shù)推廣到其他III-V族化合物半導體的制程。