研究人员为氧化镓开发无损蚀刻工艺

新工艺可完全在MOCVD反应器内进行

氧化镓是一种新兴的超宽带隙半导体，在电力电子领域具有巨大潜力。然而，蚀刻方法存在一个问题：损坏材料。

亚利桑那州立大学电气工程助理教授Nidhin Kurian Kalarickal、工程系学生Abishek Katta、半导体制造设备公司Agnitron Technology的合作者共同开发了一种无损蚀刻工艺，从而解决了这一问题。

传统氧化镓蚀刻工艺采用基于等离子体的标准反应离子蚀刻工艺，并使用氯气和氩气等气体。该工艺需要暴露在高能等离子体中，因而损坏了氧化镓，造成表面和次表面缺陷，削弱其功率转换能力。

为了纠正这种损坏性方法，Agnitron的代表找到Nidhin Kurian Kalarickal，在亚利桑那州立大学从Agnitron处购买MOCVD反应器工具后，双方讨论开发一种新的蚀刻工艺。

Nidhin Kurian Kalarickal表示：“Agnitron希望与我的团队合作，公司代表对使用金属有机前驱体进行原位蚀刻的研究想法非常感兴趣。”

Nidhin Kurian Kalarickal和Agnitron的方法与传统方法的不同之处在于，新方法使用了相同的基本金属有机化合物三乙基镓，有氧条件下，三乙基镓也用于生长氧化镓。其他方法则采用包含损坏性高能等离子体的不同材料。

无氧条件下，加热氧化镓并使其与三乙基镓接触，氧化镓会发生化学反应，形成亚氧化镓。亚氧化镓具有挥发性，易从样品表面逸出，形成蚀刻。

Nidhin Kurian Kalarickal的方法不涉及高能等离子体，消除了传统工艺对氧化镓造成的损坏。这一新工艺可完全在MOCVD反应器内进行，在不暴露于周围环境的情况下蚀刻并生长氧化镓。

自成功开发原位法以来，Nidhin Kurian Kalarickal及其合作者已撰写两篇与该项目相关的科学期刊论文。其中一篇已被《应用物理学期刊》（Journal of Applied Physics）录用，另一篇已基本完成，即将投稿。

原位蚀刻工艺已付诸实践。Nidhin Kurian Kalarickal研究小组的博士生正利用此方法开发高性能电力电子设备，助力未来的电力驱动领域。