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AIN作为一种稳定的半导体表面钝化剂和薄膜表面声波器件引起了人们的关注，其高熔点和导热系数、宽带隙和优异的机械性能、对其他各种应用都有吸引力。与氮化镓和InN合金化时，形成一个异质结构体系，操作谱较宽，作为光学发射器和探测器，以及具有高温电子学的潜力，特别是，蓝/绿色发光二极管和紫外探测器的高质量单晶在氧化铝和其他底物上外延生长的进展，蓝/绿色发光二极管和紫外探测器的最新进展成为可能。
对AIN和相关合金应用的一个关键要求是开发用于器件结构图案化的受控湿和干蚀刻技术，各种不同的蚀刻溶液已被用于非晶或多晶AIN，但迄今为止没有一种被证明适用于单晶材料，对于等离子体辅助化学气相沉积AIN在Si或III-V衬底上，膨胀或反应性蒸发的薄膜也在沸腾的HF/H2o、14-16HNO3/HF17或稀释的NaOH18溶液中被蚀刻，由于缺乏可靠的单晶材料湿蚀刻溶液，氮化物材料的等离子体蚀刻方法备受关注，在之前已经证明了在ch4/h2-、氯气-或br2基的等离子体化学中，AIN的光滑各向异性干蚀刻。
三甲胺丙烷和氮通量从电子回旋共振~ECR！等离子体源~脉波波MPOR610，以2.45GHz和200W正向功率作为生长化学品，在砷化镓上生长的AIN是多晶的，而在氧化铝上生长的AIN是缺陷单晶，研究了两种不同的单晶样品：第一个有一个双晶x射线衍射峰宽~的半最大宽度，400弧秒，而第二个的值大约是一半。我们注意到，在AIN样品的光刻图案过程中，暴露于AZ400K显影剂产生大量蚀刻，显影剂中蚀刻AIN的活性成分为氢氧化钾，系统研究了AZ400K中AIN的湿性蚀刻特性，确定了蚀刻速率的限速步骤和蚀刻速率对材料质量的依赖关系。
图1
图1显示了这三种植物的蚀刻率的阿伦尼乌斯图不同的样本。蚀刻以相同的活化能值被热激活，在所有情况下，此外，该速率对搅拌不敏感，并依赖于蚀刻剂的浓度，这些是反应限制蚀刻的特征。
其中R为温度T下的蚀刻速率，Ea为蚀刻反应的活化能，k为玻尔兹曼常数，R0为常数，可以认为是(OH)2离子与AIN表面反应的尝试频率。我们假设r0强烈依赖于材料质量，因为结晶度较差的AIN将有更多的弱键或缺陷键，这更容易受到显影剂溶液的攻击。因此，在我们的AIN中，绝对蚀刻速率取由外延层的晶体质量控制，但蚀刻具有相同的活化能。
图2
图2显示了多晶AIN在纯AZ400K溶液和5：1H2O：AZ400K溶液中蚀刻深度的时间依赖性，在这两种情况下都有线性依赖性，蚀刻速率依赖于蚀刻剂浓度，这也是速率控制的特征，而不是扩散控制的蚀刻反应的特征，如果蚀刻是后者，则预计蚀刻深度和活化能在1-6千卡范围内依赖。
为了证明这种湿蚀刻在器件应用中的适用性，即它提供控制速率和非晶体蚀刻，GaN/InGaN层在结构的顶部清晰可见，其次是AIN，在结构底部可见的第三个区域是由于氧化铝衬底的过度进入，干式蚀刻是非选择性的和高度各向异性的，蚀刻对氮化镓和氧化铝都是完全选择性的，而且没有晶体取向依赖性。这种由湿蚀刻形成的受控下切材料在制造许多不同的器件结构中是必要的，包括异质结双极晶体管中的发射器-台面的形成。
综上所述，我们发现半导体光刻技术中常用的一种溶液可以用于以可控的速率蚀刻单晶AIN，AZ400K光刻胶开发者提供选择性蚀刻AIN超过氮化镓~和InN，以及氧化铝和砷化镓等衬底材料。这一发现在制造基于铝的器件结构中应该被证明是有用的。