ICP etching of GaN microstructures in a Cl2–Ar plasma with subnanometer-scale sidewall surface roughness

材料科学 刻面 表面粗糙度 基质(水族馆) 表面光洁度 微观结构 蚀刻(微加工) 外延 各向同性腐蚀 等离子体 光电子学 等离子体刻蚀 腐蚀坑密度 复合材料
作者
Clint D. Frye,Catherine Reinhardt,Scott B. Donald,Lars F. Voss,S. E. Harrison
出处
期刊:Materials Science in Semiconductor Processing [Elsevier BV]
卷期号:144: 106564-106564
标识
DOI:10.1016/j.mssp.2022.106564
摘要

Substrate temperature, RF power, and ICP power were investigated for their effects on GaN micropillar sidewall roughness and etch characteristics. Elevated substrate temperature was shown to improve the sidewall etch morphology at low RF powers (reduced physical bombardment) and low ICP powers (lower plasma densities). Increased lateral etching is observed with both increased ICP power and substrate temperature, which both act to increase the chemical component of the etch. Etch conditions with a high chemical driving force resulted in faceting along the a-plane on the sidewalls. This faceting produced extremely smooth surfaces with root-mean-square roughness (R q ) as low as 0.20 nm which is comparable to typical epitaxy-ready surfaces and smaller than the a-plane lattice spacing of 0.3186 nm. The smooth surfaces produced in this study enable possibilities for laser facets or for new device structures that require high quality surfaces for GaN regrowth.
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