銻化物激光器、探測器的刻蝕工藝以及電化學C-V技術研究.pdf

1、本論文工作圍繞2μm中紅外波段AlGaAsSb/InGaAsSb多量子阱激光器和InGaAsSbPIN探測器的特點和器件工藝中存在的問題，對其相關材料的濕法干法刻蝕以及電化學C-V(EC-V)載流子濃度剖面測量技術進行了研究和改進，取得了如下結果：一.研究了銻化物材料的濕法腐蝕機理并改進了腐蝕工藝，對基于氫氟酸的兩種腐蝕液(HF-NaKT-H2O2、HF-H2O2)的腐蝕特性進行了研究。實驗結果表明這兩種腐蝕液對GaSb和AlGaAsS

2、b的腐蝕速率穩(wěn)定，在較低的腐蝕液濃度時可對腐蝕速率進行精確控制，腐蝕后材料表面平整光滑。在合適的Al組分下還可對這兩種材料進行非選擇性腐蝕。 二.使用Cl2/Ar作為刻蝕氣體對GaAs、GaSb、InP和InAs四種材料進行反應離子刻蝕(RIE)的研究。分別研究了刻蝕氣體組分、偏置射頻功率以及刻蝕時間對刻蝕速率以及刻蝕形貌的影響。研究表明，在刻蝕GaSb以及GaAs時刻蝕速率分別可達0.45μm/min和1.2μm/min，但是

3、在刻蝕含銦的兩種材料時速率都很低(＜40nm/min)。在所研究的大部分刻蝕反應條件下，GaAs、InP和InAs的刻蝕面都可以保持平整光滑，但在GaSb的刻蝕中，當氯氣含量較高時，表面會變得較為粗糙。 三.對GaSb、AlGaAsSb以及InGaAsSb材料進行感應耦合等離子體刻蝕，刻蝕使用BCl3/Ar作為刻蝕氣體。分別研究了刻蝕氣體組分、射頻自偏壓以及ICP源功率對材料刻蝕速率以及形貌的影響，并詳細討論了刻蝕過程中各階段的

4、反應機制。實驗表明，相同條件下GaSb和AlGaAsSb的刻蝕速率大大高于InGaAsSb的刻蝕速率。在所有研究采用的實驗條件下對這兩種材料的刻蝕均能得到平整的刻蝕面和陡直的刻蝕臺階。此外，在相同實驗條件下，GaSb和AlGaAsSb的刻蝕選擇比均接近1，這在脊波導銻化物激光器的刻蝕工藝中是非常有利的。 四.針對原有EC-V載流子濃度測量銻基材料存在的問題，提出了新的電解液配方，并對測量條件進行了研究和選擇，在此基礎上獲得測量結