通過增加過硫酸鹽(S2O82-)離子溶液的溫度和254n波長紫外線(UVC)暴露，硫酸鎵(氮化鎵)的非接觸光電化學(CL-PEC(UVC)(Horikiri等人，Appl。系統。25納米/分鐘的速率可以導致足夠的通過制造過程的速率。窄帶隙銦氮化鎵(InGaN)層將允許設計CL-PEC發射蝕刻過程，如果只有一個帶隙響應進入射光子，這是不可能的。

基于gan的電子設備正在開發中，用于5G無線網絡移動基站和其他高功率應用，基于低比電阻和高功耗電壓。這種設備需要蝕刻過程，導致低表面損傷的電氣隔離、臺面、溝槽和柵槽。表面損傷會導致不必要的泄漏電流的路徑。通過工藝，需要超過100納米/分鐘的速率。通過對鉀(K2S2O8)和鈉(na2S2o8)過硫酸鹽作為so4自由基陰離子來源的一系列實驗研究，選擇了過硫酸銨(nh4)2s2o8溶液，因為它在室溫下的水溶度為1.95M(摩爾/升)，而其他選擇分別為0.18M和1.5M。

除了產生高濃度的S2O82-離子外，該溶液是“無堿”的，這被認為是盡量減少了下游工藝步驟的污染。蝕刻實驗是在一個4英寸的手動掩模對準器系統中進行的，其紫外線輻射來自一個高壓汞燈。由于氮化鎵樣品的后側被用作電化學過程的陰極，所以它被放置在小的樣品上反應燒杯中含有0.4毫米厚的藍寶石芯片，允許電解質進入。

蝕刻是在6mmx6mm片上進行的，該樣品來自直徑2英寸的獨立氮化鎵樣品，具有為肖特基勢壘二極管設計的金屬有機氣相外延(MOVPE)層。獨立的氮化鎵是藍寶石空隙輔助分離法生產的。蝕刻的掩模是使用自旋工藝生產的二氧化硅，使用光刻和緩沖氫氟酸蝕刻繪制圖案。實驗分別用0.25M和0.025M(nh4)2s2o8濃度的電解質進行。用一個熱板來控制溫度。紫外光發出254nm波長的UVC，芯片的功率密度為2mW/cm2。在80°C下，加熱和高(nh4)2s2o8濃度使其在80°C下的蝕刻速率約為25nm/分鐘，而在室溫下約為5nm/分鐘(圖1)。

圖1蝕速率與電解質溫度的關系。折線：熱或UVC對S2O82離子產生的so4自由基的趨勢指南。由于so4-的高生成率，25nm/分鐘的值“大約比以前的研究報告的值高出10倍?！钡?.025M濃度的電解質表現不明顯熱效應這種變化似乎與0.25M溶液在高溫下的酸度更大有關，如較低的pH所示(圖2 熱輔助CL-PEC蝕刻實驗中的溫度和pH與工藝時間的關系)。應用熱將更多的S2O82-分裂成硫酸鹽自由基so4-陰離子。氧化還原電子和空穴轉移的蝕刻過程如下：氮化鎵+光載流子(3h++3e-)+3SO4--->Ga3++3SO4 2-+1?2N2(g)。

審核編輯：湯梓紅