Das Kyoto Institute of Technology (KIT) hat sich in jüngster Zeit einem GaN-Ätzverfahren zugewandt, das Methanplasma (CH4) nutzt und erhebliche Chancen zur Verringerung der Umweltbelastung bietet. Um die praktische Anwendung zu beschleunigen, untersuchen Forschende am KIT aktiv die optimalen Bedingungen für ein effizientes GaN-Ätzen mit dieser CH4-Plasmatechnologie.
Derzeit stützt sich das GaN-Ätzen überwiegend auf chlorbasierte Ätzgase (Cl). Diese herkömmliche Methode ist jedoch mit mehreren Nachteilen verbunden, darunter mögliche Materialschäden, Toxizität und Korrosivität. Der Bedarf an einer sichereren und nachhaltigeren Alternative ist in der Halbleiterfertigung von größter Bedeutung.
Die Versuchsergebnisse des KIT sind äußerst vielversprechend. Das Team bestätigte, dass ein Mischgas aus Methan (CH4) und Sauerstoff (O2) für den GaN-Ätzprozess wirksam ist. Der Mechanismus beruht darauf, dass der Sauerstoff (O2) überschüssigen Kohlenstoff aus dem Reaktor entfernt, wodurch CHx und Wasserstoff (H) als primäre Ätzmittel wirken können und so ein effizientes Ätzen ermöglichen.
Die Studie lieferte jedoch auch eine entscheidende Erkenntnis zum Mischungsverhältnis der Gase. Zwar ist Sauerstoff (O2) notwendig, um Kohlenstoffrückstände zu entfernen, doch wurde festgestellt, dass ein zu hoher Sauerstoffanteil die Ätzrate hemmt. Dies liegt wahrscheinlich an einer unzureichenden Versorgung mit den primären Ätzmitteln (CHx und H). Diese Forschung ebnet den Weg für eine umweltfreundlichere und potenziell weniger schädliche Methode zur Verarbeitung von GaN-Bauelementen.
