【外延论文】采用 SF₆/BCl₃ 化学体系实现 Ga₂O₃ 的原子层刻蚀：达成原子级精度与无损表面保护

        由上海大学的研究团队在学术会议2025 22nd China International Forum on Solid State Lighting & 2025 11th International Forum on Wide Bandgap Semiconductors (SSLCHINA: IFWS)发布了一篇名为Atomic Layer Etching of Ga₂O₃ using SF₆/BCl₃ Chemistry: Achieving Atomic-Scale Precision and Damage-Free Surface Preservation（采用 SF₆/BCl₃ 化学体系实现 Ga₂O₃ 的原子层刻蚀：达成原子级精度与无损表面保护）的文章。

摘要

        基于顺序自限半反应的原子层刻蚀（ALE）技术被用于实现对超宽带隙氧化物的埃级低损伤去除。通过剂量分离的 SF₆/BCl₃ 序列对 β-Ga₂O₃ 进行 ALE 演示：SF₆ 氟化作用形成超薄 Ga-F 封端层，随后经 BCl₃ 介导的配体交换转化为挥发性 GaCl_x。在 20 °C 下饱和暴露两种前驱体时，每周期蚀刻量（EPC）为 0.101 nm/周期。该 SF₆/BCl₃ 组合实现了各向同性、表面受限的去除效果，并显著改善表面平整度。原子力显微镜测量显示，ALE 后表面均方根粗糙度从 0.514 nm 降至 0.16 ± 0.05 nm，该值低于同类 Cl₂ 基等离子体工艺的处理效果。验证了近室温下的自限行为，并推断出表面损伤极小。通过成功使用 SF6，扩展了 Ga₂O₃ ALE 的前驱体选择范围，从而为器件制造流程提供了可靠、化学均匀的替代方案，该方案可替代以离子轰击为主的等离子体蚀刻，在该流程中，表面退化、粗糙度引起的散射和 3D 不均匀性是关键问题。

原文链接：

https://doi.org/10.1109/SSLCHINAIFWS69008.2025.11315027