引言
在本文中，我们报道了基于晶片尺度纳米多孔（NP）algan的深紫外（DUV）分布布拉格反射器（dbr），在280 nm处反射率为95%，使用通过AlN/蓝宝石模板上生长的外延周期性堆叠n-Al0.62Ga0.38N/u-Al0.62Ga0.38N结构（MOCVD）。在加热的氢氧化钾水溶液中，采用简单的一步选择性湿法蚀刻法制备了dbr。
为了研究氢氧化钾电解液温度对纳米孔形成的影响，计算了蚀刻过程中的电荷消耗量，并用扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对dbr的表面和截面形貌进行了表征。随着电解质温度的升高，纳米孔增大，电荷量减少，这表明刻蚀过程是电化学和化学蚀刻的结合。三角形的纳米孔和六边形的凹坑进一步限制了化学蚀刻过程。我们的工作证明了一种简单的湿蚀刻来制造高高效的dbr，这将适用于基于AlGaN的microc DUV器件。（，，设备，江苏科技有限公司）
实验
如图1a所示，外延结构由1.5μm厚的AlN bufer和40对n-Al0.62Ga0.38N/无意的Al0.62Ga0.38N（28nm/30nm）dbr层组成，生长在2-in上。c平面蓝宝石衬底采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）。在生长过程中，以三甲基铝（TMA）、三甲基镓（TMG）和氨（氨）分别作为铝、镓和氮源。硅烷（硅烷）为n型掺杂气体。氢气被用作载气。在这种生长模式下，AlGaN flms的Te表面为iii极性。n-Al0.62Ga0.38N的Te硅掺杂浓度为4×1018cm−2，无意的Al0.62Ga0.38N（u-Al0.62Ga0.38N）约为1×1016cm−2。在电化学蚀刻前，在样品边缘焊接铟形成良好的电接触。将10个AlGaN样品放在1M氢氧化钾水溶液中，以铂（Pt）板为对电极，阳极氧化蚀刻5 min。在蚀刻过程中，用电加热板加热恒温。在蚀刻后，样品用去离子水冲洗，并在n2中干燥。（制造厂家，英思特，英思特半导体）
图1. (a)结构示意图；在不同电解质温度下的氢氧化钾电解质中制备的(b) Te反射率谱，未蚀刻样品和在65°C下的模拟；在(c) 25°C，(d)45°C，(d)45°C，(e) 65°C和(f) 85°C的横断面扫描电镜图像。
结果与讨论
图1B显示了在不同的电解质温度下，在25 V直流偏置下蚀刻的np-dbr的反射率谱。Te腐蚀样品的回复率在DUV地区低（<30%），并明显下降在257海里对应的吸收边缘Al0.62Ga0.38N。发生ECE，回流峰出现在278海里附近，峰值回复率增加电解液加热从25到65°C，然后减少在85°C.Tus，在65时较高，为95%°C.为了研究电解液温度对回流率的影响，对不同电解液温度下制备的dbr的截面形态进行了表征。如图1c-e所示，纳米孔呈明显的层状分布，集中在n-Al0.62Ga0.38N中。
同时，电子（e−）被转移到Pt电极上，参与还原反应：2h2o+2e−→h2+2OH−。根据法拉第电解定律，电流密度和通过源计的电荷量分别与ECE速率和AlGaN进行氧化还原反应的质量成正比。图3a显示了在25 V下ECE过程中的J-t图。Te电流在23 s蚀刻后下降到0，表明ECE过程发生在frst 23 s内。当温度升高时，由于氧化物在较热的氢氧化钾溶液中溶解速度较快，初始电流密度增加。图3b为ECE过程中的电荷消耗量，这是通过积分J−t图得到的。随着温度的升高，Te电荷的数量降低，说明氧化还原反应的质量降低。（RCA清洗设备，湿法设备制造厂家，晶圆清洗设备）
图3.在25 V和不同温度下的氢氧化钾溶液中蚀刻的DBRs的(a)J-t图
结论
综上所述，通过在热氢氧化钾水溶液中蚀刻40对n-Al0.62Ga0.38N/uAl0.62Ga0.38N flm，成功地制备了一种晶片级的DUV DBR。Te EC扩大了电化学蚀刻形成的纳米孔的尺寸，从而提高了n-AlGaN层的孔隙率，通过优化电解质温度，在280 nm处获得了95%的反射率。采用简单的蚀刻方法可以避免制备晶片级DUV DBR在外延生长过程中由于晶格和热错配而引起的各种问题，这对于基于AlGaN的DUV微腔器件的制备具有重要意义。（，设备，英思特，）