Способ контроля однородности полупроводникового материала

 

..-....:,.:,,,; .- , :, - ., .

СОЕО3 СОВЕТСКИХ сОт иА)тисти еских Ресйюв,вик

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЩОМСТВО СССР (ГОСПАТЕПТ.СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (21)Э398398/25 (22) 15;01:32 (46) 15.ИЯЭ E@EE Mi:41-42 (У1) Сибирский физико-технйческий институт. имЗДКузнецова при Томском государственном университете йм.ВВХуйбышева (19) Я (11) (51) Н.01 ЬИ 66

2. (72) Арбузова ГК; Максимова Н.К, Грибенк)ков АИ„.

: Воеводин В.Г.; ЯкубЕня Mll. (54) СПОСОб КОНТРОЛЯ ОДНОРОДНОСТИ

ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МАТЕРИАЛА (67) .

1050473

Изобретение относится к технологии и контролю свойств полупроводниковых материалов, в частности изобретение может быть использовано в технологическом процессе изготовления приборов из ЕпбеРз для контроля однородности кристаллов и выявленив в них. микровключений посторонних фаэ.

Известен способ контроля однородности германия, кремния и некоторых соединений типа А В путем химической обработки поверхности полупроводниковых кристаллов с последующим визуальным наблюдением, позволяющие выявлять тонкую структуру кристаллов - дислОкации, включения второй фазы, полосы роста.

Однако,известный способ не позволяет выявить микровключения посторонних фаз по характерным фигурам роста в кристаллах дифосфида цинка-германия.

Наиболее близким техническим решением является способ контроля однородности полупроводникового материала дифосфидз цинка-германия путем химической обработки поверхности кристалла в смеси азотная кислота-растворитель и визуального наблюдения обрабатываемой поверхности.

Этот способ позволяет контролировать . поверхность кристалла, ио не выявляет характерные фигуры травления, связанные с наличием микровключений посторонних фаз.

Целью изобретения является выявление микровключений посторонних фаэ по характерным фигурам травления.

Цель достигается тем, что в известном способе контроля однородности полупроводникового материала дифосфида цинкагермания путем химической обработки поверхности кристалла в смеси азотная кислота-растворитель и визуального наблюдения обрабатываемой поверхности, в качестве растворителя используют воду и указанную обработку проводят при соотношении кислоты и воды 3:2 при 80-100 С в течение 12-16 мин.

Указанная обработка прИ данном соотношении компонентов позволяет выявлять характерные фигуры травления, связанные с наличием микровключений постороннихфзз, т.е. позволяет осуществлять контроль однородности кристалла, Для исследований используют пластины ZoGePz, вырезанные из монокристалла, выращенного методом Бриджмена. Предварительная обработка заключается в шлифовке поверхности порошком М-10 и полировке в горячей смеси азотной и соляной кислот в соотношении 1;3 в течение.1 мин. Кислоты соответствуют марке "ЧДА".:

Установлена, что. ZriGePg практически не растворяется в холодном травителе, поэБ тому исследования проводят при повышенной температуре. Подготовленные образцы травят s смеси азотная кислота, вода в соотношении 3:2.:

После химического трайления проводят

10 изучение поверхйости кристалла с по-. мощью оптического микроскопа и растрово-: го электронного микроскопа РЗМ-200.

Четкие четырехугольные ямки травления образуются йа кристаллографических

16 гранях, например (110), .ориентированных перпендикулярно оси роста кристалла. На образцах, вырезанйых параллельно оси роста, наблюдаются . протяженйые ограненные области.: вытянутые вдоль оси роста

20 кристаллов. Рентгенотопографическим методом показано; что указанные ямки появляются в местах выхода на поверхность включений посторонних. фаэ.

Исследуют зависимость скорости трав2о ления и состоянйе поверхности от концентрации кислоты в растворе травителя.

Результаты экспериментов приведены в табл. 1.

На основании. проведенных исследова»

30 ний сделан вывод об оптимальном соотношении компонентов тра вителя:

НАВОЗ:НАВОЗ; 2 Исследуют: влияние температуры обра-, ботки на результаты травления в интервале

36: 30-110 С. Обнаружено, что образование четких ямок происходит в"интервале температур 80-100ОС. Результаты экспериментов приведены в табл. 2.

Исследована эависимостькачества 0 рельефа от продолжительности.травления.

Результаты приведены атаби; 3.

Таким образом,.за 12-16. мин обработки

2пбеРз в растворе оптимального состава ямки травления достигают максимальных раз 16 меров, оставаясь достаточно четкими. При более продолжительном травлении наблюдается рзстравливзййе.граней ямок, четкостьих теряется, при травлении менее указанного интервала времени ямки травления не успе50 веют достичь размеров и огранки соответствующих включениям второй фазы;

На основании приведенных исследований можно сделать вывод, что наиболее контрастно ямки травления проявляются на

65 поверкности кристалла 2пбеРз после его химической обработки при соотношении азотной кислоты и воды, равном 3;2, при

80-100 С в течение 12-16 мин;

Данный способ позволяет контролировать кристаллы ZnGePz на однородность по

8 1050473 6 фигурам, травления, связанным с налйчией: размеры микровключений и количество их в микровключений посторонних фаз и в даль:- . единице объема. .нейщем:может использоваться в качестве,:: По сравнению с известными рентгено- . . операции. контроля прй.обраббтке.техноло-, . вскими способами контроля ростовых неогии выращивания кристаллов ZnGeP2, пред- .:.5 днородностей кристаллов данный способ ,наэнвчвннмх - .. -для -. : создания" :: существенно проще в аппаратурномоформ; нелинейно-оптических:преобразователе%:: : ленин, требует значительно меньшего вре ИК«излучвния; По сравнению с .базовый"::: мени для получейия информации по ямкам ,;, способом контрОля однородностй кристал-:: . травления, менее опасен для персонала.. лов ХпбеРз @качестве которого выбран про-:.10 тотип, : данный способ:.позволяет выявить:::,; (56) Пшеничников lO.Ï. Выявление тонкой ,. микровклечейщя йосторонних фаз и опре.- .-:: структуры кристаллов. М.: Металлургия, -.делюсь их коли щственные характеристике-:" ". 1974, с. 528.

Таблица

Зависимость скорости травления и состояния поверхности от.концентрации кислот

Таблица2 ., "l .Влияние температуры обработки на результаты травления.

1050473

Таблица,3

Зависимость качества рельефа от продолжительности травления. при 80ОС

Редактор О.Юркова

Техред M. Моргентал Корректор.Л.Ливринц >. Заказ 3240

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Формула изо.бретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОДНОРОДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МАТЕРИАЛА дифосфида цинка-германия путем химической обработки поверхности кристалла в смеси азотная кислота - растворитель и визуального наблюдения обрабатывае. мои поверхности, отличающиися.тем, что, с целью выявления микровключений по.сторонних фаз,по характерным фигурам, травления, в качестве растворителя ис-, 5 пользуют воду и указанную обработку про- . водят при соотношении-кислоты и воды 3:

2 при 80-100 С в течение 12-16 мин.