【器件论文】Cr₂MnO₄ 薄膜的干法刻蚀用于形成与 β-Ga₂O₃ 的 p-n 结

        由美国佛罗里达大学的研究团队在学术期刊 ECS Journal of Solid State Science and Technology 发布了一篇名为 Dry Etching of Cr₂MnO₄ Thin Films for Forming p-n Junctions with β-Ga₂O₃（Cr₂MnO₄ 薄膜的干法刻蚀用于形成与 β-Ga₂O₃ 的 p-n 结）的文章。

摘要

        本文报道了采用 Cl₂ 基感应耦合等离子体（ICP）对 Cr₂MnO₄ 薄膜进行干法刻蚀的特性，该技术适用于 Ga₂O₃ 基功率电子学领域，其中 p-n 异质结相较于肖特基二极管具有显著优势。Cr₂MnO₄ 是一种热稳定的 p 型氧化物，通过射频溅射束外延法沉积，并使用 Cl₂/Ar 和 BCl₃/Ar 等离子体进行刻蚀，后者产生了明显更低的刻蚀速率。研究了刻蚀速率和表面粗糙度与 Cl₂ 流量、射频功率及气体组成的函数关系。结果表明，增加 Cl₂ 流量可提升刻蚀速率，但由于非挥发性氯化物形成和再沉积，表面粗糙度会恶化。更高射频功率通过增加离子轰击能量、促进物理溅射并实现均匀刻蚀，可改善表面平滑度。刻蚀过程受离子通量限制，阈值能量与 NiO 相当。蚀刻后 X 射线光电子能谱分析证实，NH₄OH 冲洗可通过溶解金属氯化物和中和酸性物种有效去除氯残留，确保表面清洁。这些发现强调了优化等离子体参数和蚀刻后清洗对制备高质量 Cr₂MnO₄/Ga₂O₃ 异质结的重要性，该结构在高温、高功率电子应用中具有广阔前景。

原文链接：

https://doi.org/10.1149/2162-8777/ade8a7