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The Study of GaAs Etching Using BCl_3/SF_6 Gas in ECR Plasma

机译：ECR等离子体中使用BCl_3 / SF_6气体腐蚀GaAs的研究

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The dry etching of GaAs to AlGaAs using BCl_3/SF_6 gas in ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma is investigated, realizing high selective and negligible damage etching. A selectivity of GaAs to Al_(0.2)Ga_(0.8)As of more than 200 is obtained at a gas ratio (SF_6/BCl_3 + SF_6) of 25% and an RF bias power of 0 W. By plasma emission analysis and XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) analysis, we found that addition of SF_6 to BCl_3 has two effects: (1) It promotes BCl_3 dissociation, resulting in increased GaAs etch rate. (2) It forms AlF_3 on the AlGaAs surface, resulting in a decreased AlGaAs etch rate. Hall effect measurement with a delta-doped heterojunction structure is performed to estimate the penetration depth of damage caused by ECR plasma. The results show no reduction of sheet carrier density and mobility due to plasma damage in more than 38 nm depth after ECR plasma exposure at 50 W microwave power. This dry etching technique using BCl_3/SF_6 gas in ECR plasma is suitable to gate recess formation on the GaAs based heterojunction field effect transistor.
机译：研究了在ECR（电子回旋共振）等离子体中使用BCl_3 / SF_6气体对GaAs进行干法刻蚀成AlGaAs的方法，从而实现了高选择性且微不足道的损伤刻蚀。在25％的气体比率（SF_6 / BCl_3 + SF_6）和0W的RF偏置功率下，GaAs对200以上的Al_（0.2）Ga_（0.8）As的选择性达到了。通过等离子体发射分析和XPS（ X射线光电子能谱分析），我们发现向BCl_3中添加SF_6具有两个作用：（1）促进BCl_3分解，从而提高了GaAs蚀刻速率。 （2）它在AlGaAs表面上形成AlF_3，导致AlGaAs蚀刻速率降低。用δ掺杂异质结结构进行霍尔效应测量以估计由ECR等离子体引起的损伤的穿透深度。结果表明，在50 W微波功率下ECR等离子体暴露后，在超过38 nm的深度中，由于等离子体损坏而导致的纸页载体密度和迁移率没有降低。这种在ECR等离子体中使用BCl_3 / SF_6气体的干法蚀刻技术适合于在基于GaAs的异质结场效应晶体管上形成凹槽。

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