一、砷化镓表面存在氧化层GaAs属于闪锌矿结构，具有立方晶系Fm3m空间群，晶胞参数为5.646 。Ga原子位于晶胞的顶点，As原子位于晶胞的面心和体内，形成四面体结构。
GaAs表面在空气中容易发生氧化反应，生成氧化物如Ga2O3、As2O3和As2O5。这些氧化物进一步与GaAs反应生成更稳定的氧化物。氧化动力学：As原子比Ga原子更活泼，因此As2O3和As2O5的生成速度较快，而Ga2O3的生成速度较慢。
在湿法刻蚀过程中，GaAs表面会形成一层薄的氧化物层，通常为氧化镓（Ga2O3）。这种氧化物层可以通过酸或碱溶液进一步溶解。
湿法刻蚀钝化可去除GaAs材料表面由悬挂键产生的表面氧化层，减弱由表面能带弯曲引起的光生载流子分离效果，同时提高光生载流子的辐射复合效率，进而提高GaAs材料的发光强度。HCl溶液对GaAs衬底表面进行了氯化，Cl-与Ga+或Ga—OH反应在表面生成了稳定的Ga—Cl阻碍层，阻碍了酸溶液与GaAs衬底表面氧化物的化学反应。
二、在砷化镓表面用PECVD镀SiO2容易脱落异常GaAs上制备SiO2存在SiO2/GaAs界面粘附性较差的问题。特别是，GaAs与SiO2在粘接过程中产生界面分离现象。看一下这两种材料的区别：GaAs的晶格常数为5.653 （立方晶系），而SiO为无定形结构，其局部晶格排列与GaAs存在显著失配。根据Materials Project计算，SiO（mp-6930）的特定晶面与GaAs的晶面失配度高达322.6%（例如〈1 0 1〉方向），导致界面应力积累
GaAs表面容易形成As2O3和Ga2O3等氧化物，这些氧化物会阻碍SiO2薄膜的粘附。特别是Ga2O3在晶界处形成，进一步降低了界面的粘附性。使用Ar、N2和NH3作为预处理气体可以显著改善SiO2薄膜与GaAs衬底之间的界面粘附性。特别是氮气预处理，可以在GaAs表面形成薄的氮化镓（GaN）过渡层，有效减少氧化砷（As2O3）的不利影响，从而提高界面粘附性。 清洗衬底时使用的酸性或碱性溶液可以去除表面杂质，但无法完全去除自然氧化的砷氧化物。因此，清洗后的衬底表面仍存在氧化砷，这会影响界面粘附性。在SiO2和GaAs之间插入一层Si3N4作为缓冲层，可以有效改善界面粘附性。三、GaAS表面形成GaN可以提高和SiO2膜的粘附性，但是GaN会影响GaAs的欧姆接触。 带隙差异：GaN的禁带宽度（3.4 eV）远大于GaAs（1.42 eV），导致界面处形成显著的能带偏移，这种不连续性可能在界面处形成势垒，影响载流子的注入效率，从而改变器件的阈值电压或导通电压。具体可能和GaN的膜厚度有关，厚度不大的暂未发现对GaAs芯片的电压影响。至少0.1V的范围内，感受不大变化。四、GaN膜在GaAs表面，通过稀盐酸能腐蚀掉吗？ GaAs在做电极之前常用稀盐酸去除氧化膜，但是GaN膜很难腐蚀掉。
GaN在室温下对稀盐酸高度稳定，因其化学键（离子-共价混合键）和晶体结构（纤锌矿）具有强抗腐蚀性。实验表明，GaN仅在热碱（如NaOH）或强氧化性酸（如HPO:HSO混合液）中发生可控腐蚀 。
综合以上，为提高GaAs和SiO2膜的附着力，在二者之间生成一层GaN膜，确实提高了膜的粘附力，但是也会给欧姆接触界面，引入一层GaN膜，想单独去掉GaN膜有点困难，具体影响需要根据具体工艺确认。
原文标题 : GaAs芯片的表面工艺异常问题
