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技术 | Technology – GaN
垂直型器件的埋地接触层。由于 Nb 2 N 和 AlN 在
1500℃时会达到热动力学平衡,由于固态反应的
限制,埋地的或顶部的 Nb 2 N 电极应该可以耐受
高的热负荷,并表现出高的可靠性,这意味着
Nb 2 N 和 AlN 能够承受比常规肖特基栅极接触更
高的结温。
引起固体物理学家的兴趣的是,我们的 Nb 2 N
薄膜在 10K 温度左右将会转变为超导材料。令人
感兴趣的是,这将为开发一种在具有极化特征的
超宽带隙半导体材料体系中集成一种纳米厚度超
导材料的新型器件提供了可能性。
Nb 2 N 除了作为电极材料之外,它还具有另
一项富有潜力的属性,并可能会产生更大影响 :
Nb 2 N 易于、且具有选择性地从其他 III-N 材料上
实现剥离。利用非等离子气体 XeF 2 (XeF 2 通常
图1. 几种六方晶体材料 对单晶金属薄层的生长能力可为 III-N 器件 用于硅的微机电系统的加工工艺中)进行刻蚀,
的 能 量 带 隙 和 晶 格 常
数。 设计师提供新的工具。研究者们在一系列实验中 Nb 2 N 可以在埋层的情况下实现垂直和侧向的快速
探索了不同厚度的 Nb 2 N 薄膜的生长,证实该材 去除,同时保证 GaN、AlN 或最常见的金属和电
料确实是金属性的,其体电导率约为 40μΩ · cm。 介质层不会被蚀刻。或者,利用硝酸和氢氟酸的
随着其膜层厚度降至 10nm 以下,电导率略有增 选择性湿法化学蚀刻,也可以除去 Nb 2 N。在这两
加,但即使是在 4.4nm 厚度时,Nb 2 N 的薄层电阻 种蚀刻方法中,通过插入 Nb 2 N 薄层,就可将一
也仅为 236Ω/sq。 个完整的 III-N 器件与其衬底彻底地剥离开来。
这些膜层的金属属性在进行 III-N 的过度生
长之后仍得以保留,这意味着 Nb 2 N 层可以用作 转移技术
为微带传输的集成接地层,或用作为主动 / 被动 利用 Nb 2 N 所具有的选择性蚀刻属性,我们
图2. 在美国海军研究实验
室(NRL)开发的外延剥
离(ELO)技术,它可以
应用于在Nb 2 N / SiC上生
长的GaN HEMT器件结构
的制作工艺中。
24 化合物半导体 2017年第4期 www.compoundsemiconductorchina.net