N极性GaN衬底表面超高真空清洁工艺

作者:王晓冉; 黄增立; 宋文涛; 张春玉; 陈科蓓; 刘争晖; 徐耿钊
来源:半导体技术, 2023, 48(08): 683-712.
DOI:10.13290/j.cnki.bdtjs.2023.08.008

摘要

针对经过化学腐蚀预处理并具有清晰台阶流形貌的自支撑N极性GaN衬底,研究了在超高真空中采用氩离子轰击和不同气氛保护下退火等技术进一步对其进行表面清洁的方法,并采用X射线光电子能谱和俄歇电子能谱对处理结果进行分析。实验结果表明,氩离子轰击可有效清除表面的C、O等污染,且处理后的表面能带弯曲值稳定在(1.73±0.12)eV。但是氩离子轰击也会不可避免地造成表面偏析,使表面Ga与N的原子个数比明显上升。而在氮气和氢气的混合气体通过射频等离子体源产生的原子气氛保护下以800℃退火后,既能够去除C、O等表面污染,也能抑制表面N原子的流失和表面偏析。该超高真空处理工艺对N极性GaN衬底表面具有很好的清洁效果。

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