孙敏

(中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京100176)

全自动湿法刻蚀系统在PSS制程中的应用

孙敏

(中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京100176)

介绍了图形化蓝宝石衬底的工艺制程，以及湿法刻蚀的工作原理，针对图形化蓝宝石衬底湿法刻蚀过程中的难点，最大程度上提高全自动湿法刻蚀系统的温度控制以及安全防护功能，使得全自动湿法刻蚀系统在图形化蓝宝石衬底的制备过程中发挥最大优势。

湿法刻蚀；图形化蓝宝石衬底；全自动

LED（Light Emitting Diode）是一种能够将电能转化为光能的半导体器件，作为一种新型的绿色照明产品，业界认为其将取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯，成为通用照明市场的主流。LED一般是由Ⅲ-Ⅴ族化合物，例如GaAs（砷化镓）、GaP(l磷化镓)、GaN（氮化镓）等组成的P-N结面结构的装置。其中GaN具有带隙宽、热导率饱和电子速率高、化学性能未定和机械性能好等诸多优异性能。由于高质量、成本合适的GaN同质衬底很难制备,而蓝宝石具有化学和物理性质稳定、透光性好、成本合适等优点,因此被广泛用做GaN基发光二极管外延衬底。但GaN外延薄膜与底部的蓝宝石衬底的晶格常数失配(16%)和热膨胀系数失配 (34%)很大,导致在GaN外延薄膜产生高达1×109～1×1010cm-2的线位错密度。高的线位错密度将影响外延薄膜的光学和电学特性，从而使器件的可靠性和内量子效率降低。另一方面，GaN的折射率(n=2.5)大于空气的折射率(n=1)和蓝宝石衬底的折射率(n=1.78)，因此光逃逸角锥的临界角(～23°)非常小，造成有源层产生的光子只有～4%从表面溢出,而大部分光子逐渐消失于内部全反射,并转化成热能[1]。……