GaAs晶圓作為常用的一類晶圓，在半導體功率芯片和光電子芯片都有廣泛應用。而如何處理好該類晶圓的清洗和進一步的鈍化工作是生產工藝過程中需要關注的點。

我們知道GaAs晶圓或者在GaAs上長的外延片，都是從GaAs襯底而來的，GaAs襯底大都是有GaAs錠中切割下來的，中間經過拉單晶、打磨、倒角、切片、拋光等一系列工藝，中間肯定有污染。

而GaAs本身作為一種復雜的高缺陷半導體，表面存在大量懸掛鍵，半導體界面處存在大量電活性缺陷，導致表面費米能級釘扎，而且其本身的表面結構十分不穩定，在空氣中長時間存放，會與空氣中的氧氣發生反應，產生表面氧化物，引入了大量的雜質缺陷。由于GaAs具有較高的體表面積比，使其表面態密度升高，耗盡層厚度變大，非輻射復合增強，從而導致了GaAs的表面發光減弱，表面電流增大，對其發光特性及電學特性都產生了嚴重的影響，也嚴重限制了它在光電子器件中的應用。為了改變這一弊端，我們需要對GaAs進行表面處理，降低表面氧化物和雜質缺陷對GaAs的影響，使其能夠得到更加廣泛的應用。

GaAs表面特別是GaAs外延，類似硅片一樣需要表面做處理之后才能繼續做厚度鍍膜或者光刻工藝。

表格是半導體硅片常用的RCA清洗工藝，分4個工藝步驟。

GaAs因為不耐酸堿，第一步是耐不住的，第二步和第三步是可以用，也就是稀氨水+ 雙氧水的溶液，可以去除表面的一些附著物。NH4OH∶H2O2∶H2O = 1∶0.5∶20的溶液和HCl∶H2O2∶H2O = 1∶0.5∶10的溶液連續蝕刻非常薄的GaAs層.

有時還需要先用丙酮和異丙醇來清洗表面的有機物等。然后再用上述的溶液腐蝕表面。

而在GaAs鍍金屬電極做歐姆接觸電極時，鍍金之前需要重點做工藝處理，可以采用1：10的稀鹽酸做腐蝕，時間要控制好，別腐蝕到外延層包層里面了。

GaAs經物理機械減薄后表面層中會形成 Ｇａ，Ａｓ 懸鍵氧化物、二聚鍵等界面缺陷，經酸、堿清洗處理表面可有效地降低 Ｇａ－Ｏ、Ａｓ－Ｏ 化合物、界面缺陷，使得界面態密度從 ４.３×１０E12ｅＶ-1ｃｍ-2降低到 ９.８×１０１１ｅＶ－１ｃｍ-2 ，堿處理表面氧元素的含量從４５％降低到 ４２％，酸處理表面氧元素的含量從 ４５％降低到 ４１％，且酸處理效果明顯優于堿處理。特別是經酸處理后GaAs 表面 Ga 的氧化物含量降低了６％，去除率達 ４８. ８％，Ａs的氧化物含量降低了，去除率達 ２３％，所以此次界面態密度的降低應該主要與Ga的氧化物減少相關。

關于GaAs的表面態的問題，常規GaAs工藝可能不是特別的關注，以上工藝處理也只是基于把片子洗干凈，不影響厚度的光刻、鍍膜工藝。

其實GaAs的表面態的研究對激光器的抗COD有很大關系，比如側發光激光器等，激光在光腔表面射出，希望表面沒有氧化層。也就是去除養護層之后，然后再弄一層穩定的介質給GaAs做鈍化。

GaAs進行表面鈍化的方法主要分為表面濕法鈍化、干法兩種方法。

其中表面濕法鈍化主要是指將需要進行表面處理的GaAs浸泡在含有S元素或N元素的溶液中，使GaAs所生成的表面氧化物與溶液發生化學反應，從而將氧化層除去，達到提高GaAs光電特性的目的，如圖1所示。由于鈍化后的GaAs表面會與空氣中氧氣再次反應形成氧化物，所以濕法鈍化后的GaAs穩定性依舊很差。干法鈍化主要是將GaAs表面與空氣隔離，從而阻斷其表面的化學反應，干法鈍化主要分為等離子體鈍化和生成表面鈍化膜兩種。等離子體鈍化主要是采用Ar等離子體、N2等子離子體和F等離子體等荷能離子對GaAs表明進行轟擊，從而達到表面鈍化的目的，等離子體鈍化比較穩定，不易引入雜質，等離子體鈍化處理裝置結構如圖2所示。生成表面鈍化膜是在GaAs表面生成一層保護膜，減少載流子的非輻射復合，并且還可以產生和等離子體鈍化相同的鈍化效果。

圖1

其實還有一種方法，不用鈍化，就是真空解離，在沒有氧氣的環境下解離激光器芯片，表面沒有氧氣的參與就不會形成氧化層。但是工藝設備比較復雜。