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【国际论文】在常压下使用成型气体对 β-Ga₂O₃ 进行无等离子体各向异性选择性区域蚀刻
日期：2024-11-05阅读：228
近期，由日本国立材料研究所（NIMS）的研究团队在学术期刊Science and Technology of Advanced Materials发布了一篇名为Plasma-free anisotropic selective-area etching of β-Ga2O3 using forming gas under atmospheric pressure（在常压下使用成型气体对 β-Ga2O3 进行无等离子体各向异性选择性区域蚀刻）的文章。
摘要
我们展示了一种简便且安全的各向异性气相刻蚀技术，在大气压下使用成形气（一种含有3.96%体积氢气的H2/N2混合气体）对β-Ga2O3进行刻蚀。由于这种刻蚀气体既不易爆也不毒，可以安全地排放到大气中，从而简化了刻蚀系统的设置。热力学计算证实了在676°C以上气相刻蚀的可行性，并且不会形成镓滴。通过在700–950°C温度范围内刻蚀(-102) β-Ga2O3衬底进行了实验验证。此外，使用这种方法进行选择性区域刻蚀产生了具有垂直和平坦侧壁的沟槽和鳍片，这些侧壁由具有最低表面能密度的(100)晶面定义，展示了显著的各向异性刻蚀能力。
图 1. 在 (a) 含有 4.0 Vol% H2 的 N2 稀释 H2 气体流和 (b) 1 atm 下未经稀释的 H2气体流中，β-Ga2O3 上部气态物质的平衡分压与温度的函数关系。红色实线表示气态物质的分压，蓝色虚线表示纯金属镓的蒸气压（PvGa）。绿色虚线 TX 表示镓分压（PGa）等于PvGa时的温度。
图 2. 本研究使用的成型气体蚀刻系统示意图。
DOI：
doi.org/10.1080/14686996.2024.2378683
