美实验室开发砷化镓新蚀刻法 速度/成本获优化

美国伊利诺大学(University of Illinois)实验室开发出一种以金属为蚀刻催化剂的砷化镓晶圆蚀刻法，这种蚀刻方法，其制造速度较传统的湿式蚀刻制程来得快、而成本又较干式蚀刻来得低，一旦该制程获得推广，可望有效推进用以生产太阳能砷化镓产品的商业应用技术。

砷化镓晶圆被应用在制造射频元件、太阳能电池，由于其较矽材料更佳的电子移动速率，在高频率应用的效能上较矽来得更佳。不过，砷化镓材料易破碎的结构，使得过去对砷化镓晶圆的蚀刻，多半只能采用蚀刻时间需时较长的湿制程，也拉长了砷化镓晶圆产业的制造周期。

而美国伊利诺大学开发出的「金属辅助化学蚀刻(Metal-assisted chemical etching, MACEtch)」技术，是将一片已刻妥晶圆表面欲蚀刻图像的金属薄膜，覆盖在砷化镓晶圆上，然后将砷化镓晶圆浸入MACEtch蚀刻溶液当中。由于有金属作为催化剂，被金属所覆盖、接触的晶圆表面，遭蚀刻的速度将较没有被覆盖的部份来得快，从而达成差分蚀刻(differential etching)的目的。

值得注意的是，有别于传统半导体制程采用光罩制程来刻划晶圆所需的结构图像，伊利诺大学的实验室采用了「软光刻(soft lithography)」制程，制造出用以覆盖在砷化镓晶圆表面的金属薄膜。这种制程省去了高昂的光罩设备成本，因此亦可有效降低金属辅助化学蚀刻制程的总体成本。

不过相对地，受限于该制程技术目前仅能进行垂直结构蚀刻，仅适于制造「剑山」型态的晶圆表面结构，因此技术推广初期，主要将应用于捕捉光线的太阳能砷化镓产品；惟该实验室目前亦积极提升技术，最终目的不仅要能生产各种形式的砷化镓结构，也希望能将该技术推广到其他III-V族化合物半导体的制程。