[發明專利]一種AlGaInP基多層結構的深槽刻蝕方法

在審

• 申請號: 201410759494.1
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN105742174A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 安鐵雷;劉海鷹
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;H01L21/3213;H01L33/00
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術領域

本發明涉及刻蝕技術領域，尤其涉及一種AlGaInP基多層結構的深槽刻蝕方法。

背景技術

AlGaInP基紅黃光LED為可見光超高亮度LED，目前AlGaInP基紅黃光LED已被廣泛應用于指示燈、背光源和照明等領域。AlGaInP基紅黃光LED包括在GaAs襯底上外延生長的包括含Al層(通常包括AlGaInP緩沖層、N型AlInP、發光區AlGaInP/AlInPMQWs和P型AlInP)和GaP的多層結構。

目前，主要通過深槽刻蝕方法制作具有垂直結構的AlGaInP基紅黃光LED芯片。具體地，采用包括Cl₂和BCl₃、Cl₂和Ar或者Cl₂、BCl₃和Ar的刻蝕氣體對AlGaInP基多層結構進行深槽刻蝕，單步從GaP層刻蝕至GaAs層。其中Cl₂或者BCl₃在電感耦合高能高頻電磁場的作用下電離產生的活性Cl自由基或Cl^-，與Ga、P、Al、In等反應生成揮發性的GaCl₃等物質，同時，BCl₃或者Ar會電離形成BCl²⁺、Ar⁺等正離子，在加速電場的作用下對該多層結構進行物理刻蝕，一方面濺射出刻蝕材料的顆粒，另一方面打斷化學鍵，從而在刻蝕含Al等鍵能較大的材料時可以促進化學刻蝕。

發明人發現，上述單步深槽刻蝕過程中一直存在BCl₃或Ar，一方面，使得物理刻蝕較強，進而導致刻蝕過程中光刻膠開口尺寸增加，在較長的刻蝕時間下，GaP層被不斷刻蝕而使得側壁角度偏小，最后使得溝槽的開口尺寸較大、側壁垂直度差而且比較粗糙；另一方面，持續的物理刻蝕導致深槽內沉積難揮發物質形成局部掩膜，同時稀釋了活性Cl自由基或Cl^-，化學各向同性刻蝕較弱，最后導致底部會出現柱狀物，刻蝕形貌較差，不利于器件制備。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種AlGaInP基多層結構的深槽刻蝕方法，能夠改善溝槽的形貌。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種AlGaInP基多層結構的深槽刻蝕方法，采用如下技術方案：

一種AlGaInP基多層結構的深槽刻蝕方法，所述AlGaInP基多層結構包括依次設置的GaP層、含Al層和GaAs層，該深槽刻蝕方法包括：

第一步，對所述GaP層進行刻蝕，刻蝕形成的溝槽的側壁垂直；

第二步，對所述含Al層進行刻蝕；

第三步，對所述GaAs層進行刻蝕。

可選地，在第一步中，刻蝕氣體為Cl₂，或者，由Cl₂和Ar組成的氣體。

進一步地，在第一步中，刻蝕氣體壓力為2.5-8mT，上電極射頻功率為300-1200W，下電極射頻功率為100-500W，刻蝕氣體為流量為70-180sccm的Cl₂，或者，由流量為60-150sccm的Cl₂和流量為10-30sccm的Ar組成的氣體，刻蝕溫度為-20-60℃。

可選地，在第二步中，刻蝕氣體為Cl₂，或者，由Cl₂與BCl₃和Ar中的至少一種組成的氣體。

進一步地，在第二步中，刻蝕氣體壓力為2.5-8mT，上電極射頻功率為300-1200W，下電極射頻功率為100-500W，刻蝕氣體為流量為70-150sccm的Cl₂，或者，由流量為20-150sccm的Cl₂與流量為50-80sccm的BCl₃組成的氣體，刻蝕溫度為-20-60℃。

可選地，在第三步中，刻蝕氣體為Cl₂，或者，由Cl₂和Ar組成的氣體。

進一步地，在第三步中，刻蝕氣體壓力為2.5-8mT，上電極射頻功率為300-1000W，下電極射頻功率為100-500W，刻蝕氣體為流量為70-150sccm的Cl₂，或者，由流量為60-150sccm的Cl₂和流量為10-30sccm的Ar組成的氣體，刻蝕溫度為-20-60℃。