Защитный экран

 

ЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН, преимущественно в устройствах для травления боковой поверхности полупрсяодниковых пластин,/выполненный в виде шайбы с фаской по периметру, о т л и ч а rote и и с я тем, что, с целью повышения рсшномерности травления и улучшения электрических характеристик полупроводниковых структур, на рабочей поверхности шайбы выполнен паз, боковые стенки которого расположены под углем 8-90 к рабочей поверхности шайбы.

(19) (И)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫМ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3460165/18-21 (22) 28.06.82 (46) 30.10.83. Вюл. В 40 (72) В .В. Елисеев и В.С. Панкратов (71) Саранский ордена Трудового

Красного Энамени завод Электровыпрямитель .(53) 621.382(088.8) (56) 1. Патент США Ф 3951708, кл. 156-600, 1974, 2. Патент Швейцарии 9 573663, кл. Н 01 (21/306, 1976 (прототип).

3И):Н 01 Ь 21 306 8 01 L 21 68 (54) (52) ЗАЩИТНЫИ ЭКРАН, преимущественно в устройствах для травления боковой поверхности полупроводниковьас пластин, /выполненный, в виде шайбы с фаской по периметру, о т л и ч а вшийся тем, что, с целью повьви.ния равномерности травления и улучшения электрических характеристик полупроводниковых структур, на рабочей поверхности шайбы выполнен паз, боковые стенки которого расположены под углом 8-90 к рабочей поверхносо ти шайбы.

1051621

Изобретение относится к изготовлению полупроводниковых приборов и может быть использовано там, где необходимо химическое травление полупроводниковых материалов.

Известно приспособление для травления полупроводниковых подложек, ныполненное в виде плоского диска иэ кислотостойкого материала, например фторопласта, диаметром несколько большим диаметра подложки и соприкасающегося со всей ее поверхностью за исключением периферийных областей (lj .

Недостатком данного приспособления является то, что при его использовании для травления фаски полупроводниковых структур граница травления получается размытой, а травление происходит неравномерно. Неранномерность травления связана с тем, что вследствие малого угла между фаской и диском, травитель поступает в недостаточном количестве. Нечеткая граница травления связана с проникновением части травителя под прижимающий диск.

Наиболее близким к предлагаемому является защитный экран, преимущественно н устройствах для травления боковой поверхности полупронодниковых пластин, выполненный в виде шайбы с фаской по периметру f2) .

Недостатком является то, что указанный экран также не исключает проникновения травителя под шайбу независимо от усилий, прижимающих ее к полупроводниковой структуре. Зате кание. травителя под шайбу приводит

)к нежелательному подтравливанию полупроводникового материала за пределами фаски, что создает размытую картину травления, и как следствие разный угол наклона фаски в различных областях одной и той же полупроводниковой структуры. При этом напряжение пробоя р-g-перехода будет определяться тем участком, где угол наклона фаски будет самым неоптимальным, хотя остальная часть фаски может быть оптимальна. Вследствие этого напряжение пробоя получается ниже ожидаемого или расчетного зна- чения. Кроме того, травят фаску полупроводниковых структур, имеющих, как правило, уже контактные покрытия, поэтому при проникновении травителя под шайбу происходит взаимодействие металлов с химическими реактивами.

Образующиеся Продукты реакции, адсорбируясь на поверхности фаски, увеличивают токи утечки р-П-перехода. Все,это в целом ухудшает электрические характеристики р-я-перехода, Цель изобретения - повышение равномерности травления и улучшение

65 азотной кислоты. В процессе травления стопу вращают вокруг вертикальной оси со скоростью 60-80 об/мин °

Время травления — 90 с.

Практически были опробованы защитные свойства приспособлений с углами с6 от 0 до 120 . Исследования показали, что травитель практически не проникает за пределы области касания приспособления со структурой, при oL от 8 до 90 . Это можно объяснить следующим образом, используя фиг.2, на которой показан момент, предшествующий проникновению травителя уа границу 4, На каплю травителя действуют сила поверхностного электрических характеристик полупроводниковых структур.

Указанная цель достигается тем, что в защитном экране, преимущественно в устройствах для травления боковой поверхности полупроводниконых пластин, выполненном в виде шайбы с фаской по периметру, на рабочей поверхности шайбы выполнен паз, боковые стенки которого расположены

t0 под углом 8-90О к рабочей поверхности шайбы.

На фиг.l изображен защитный экран, разрез, общий вид; на фиг,2 и 3 варианты использования экрана при

15 травлении фаски р-п-перехода.

Устройство содержит шайбу 1, имеющую фаску 2 по периметру, и паз 3, боковая поверхность которого пересекает фаску по всей ее поверхности, 20 4 — граница пересечения боковой стенки паза с поверхностью фаски, термокомпенсатор 5, боковую поверхность 6 полупроводниковой пластины.

Экран обычно изготавливают из фторопласта или другого кислотостойкого материала. Основным размером, характеризующим паэ 3 является угол наклона, образованный пересечением боковой стенки паза к рабочей поверхнос30 ти шайбы, и к оторый равен 8-9 0

Примерами использования данного экрана может служить использование его при травлении фаски полупроводниковой структуры, сплавленной с термокомпенсатором.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно созданную механи- ческим путем фаску 6 обрабатывают в кислотном транителе для удаления

"0 нарушенного слоя °

Для этого приспособление накладывают стороной с пазом на открытую поверхность р-типа р-П-структуры таким образом, чтобы граница 4 находи45 лась на краю фаски 6. Затем собранную стопу сжимают с усилием, порядка

15 кг/см и помещают в ванну с травителем, состоящим из одной части пла,виковой кислоты и пяти частей

1051621 ф б

Составитель Л. Гришкова

Редактор .Ю. Середа Техред A,Áàáèíåö Корректор Л, Патай

«» «

Заказ 8678/52 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 натяжения жидкости и силы, возникающие эа счет смачивания поверхностей структуры и углубления Г . Результирующая сил Г и Fg, направленных вдоль соответствующих поверхностей, пытается разорвать каплю, а сила поверхностного натяжения удерживает ее в равновесии. При уменьшении угла ц, результирующая сил растет, и при некотором критическом угле a = 8, она начинает пре- 10 вышать силу поверхностного натяжения, В этом случае капля разрывается и травитель устремляется к центру структуры по микроканалам неровностей контактной поверхности, осуществляя ее травление. Использование приспособления с внутренним углом более

90, тоже не целесообразно, так как во время прижатия его к обрабатываемой поверхности происходит смятие боко <> вой поверхности углубления и приспособление теряет свои защитные свойства.

Процесс травления обычно сопровождается выделением большого количества энергии, за счет которой на= гревается воздух, заключенный во внутренней полости, образованной пазом в приспособлении и поверхностью полупроводниковой Подложки, что также препятствует проникновению травителя и продуктов реакции в эту полость. При одновременной обработке двух и более полупроводниковых подложек экономически удобно использовать двухстороннее приспособление (фиг.3), сущность которого остается той же, что и в приспособлении для травления единичной полупроводниковой структуры.

Использование предлагаемого прИспособления при травлении поверхности фаски р-П-переходов силовых полупроводниковых приборов IIo сравнению

Ic известным пОзволяет увеличить на-, пряжение пробоя на 10-15% и уменьшить токи утечки, в 5-10 раэ по сравнению с использованием известных устройств.