Травитель для кремния
ТРАВИТЕЛЬ ДЛЯ КРЕМНИЯ, включающий дифторид ксенона, о т л ич а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения устойчивости травителя, он содержит ацетонитрил при следующем соотношении компонентов мас.%: Дифторид ксенона 1-6 Ацетонитрил94-99
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
f%CflVSËÈН (51)4 Н 01 1 21/306
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СИЩ ЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
S (21) 3377315/18-25 (22) 30. 12.81 (46) 30. 09. 86. Бюл. Р 36 (71) Институт физики полупроводников
СО АН СССР и Новосибирский государст.венный университет (72) М.Р.Бакланов, Л.Л.Свешникова, С.М.Репинский и Т.А.Колесникова (53) 621.382(088.,8) (56) Халис П. Практическое применение химического травления. - В кн.
Травление полупроводников. М., Мир, 1965, с. 182-188.
Авторское свидетельство СССР
У 860645, кл. Н 01 Ь 21/306, 1981......SU„„1074327 А. (54) (57) ТРАВИТЕЛЬ ДЛЯ КРЕМНИЯ, включающий дифторнд ксенона, о т л ич а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения устойчивости травителя, он содержит ацетонитрил при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:
Дифторид ксенона 1-6
Ацетонитрнл 94-99
1074327
Данный травитель содержит, мас.Ж:
Дифторид ксенона О, 1-2
Вода 98-99,9
Травление полупроводниковых кристаллов ведут при температуре 288323 К.
45
Принципиальным недостатком указанного травителя является высокая скорость разложения активного компонента вследствие гидролиза, что приводит к увеличению расхода дифторида ксенона.
Целью изобретения является повышение устойчивости травителя.
Цель достигается тем, что травитель для кремния, включающий дифторид 55 ксенона, дополнительно содержит ацетонитрил при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:
Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых приборов и ин.егральных схем. 5
В настоящее время для травления кремния широко используются травители на основе смеси концентрированных кислот при следующем содержании компонентов, об.Е:
Плавиковая кислота 10-30
Азотная кислота 25-50
Уксусная кислота 30-70
Травление проводят в стандартных травильных установках при непрерывном 15 перемешивании раствора с целью принудительного массоперено а при темпера, турах 293-333 К.
Однако указанные травители обладают принципиальными недостатками, за- 20 ключающимися в следующем.
Травители отличаются нестабильностью вследствие выделения. окислов азота.
Травители содержат высокотоксичные вещества. Обычными приемами, устраняющими указанные недостатки, яцляются использбвание только свежеприготовленных растворов, создание на пред-, приятиях, производящих полупроводни- 30 ковые приборы и интегральные схемы, эффективных очистйых сооружений.
Эти обстоятельства приводят к значительному усложнению и удорожанию технологических процессов. 35
Наиболее близким техническим решением является травитель для кремния, включающий. дифторид ксенона.
Дифторнд ксенона 1-6
Аце тонитпил 94-99
Процесс травления проводится при температурах 293-313 К, о
Указанные экспериментальные условия обусловлены следующими обстоятельствами.
Диапазон температур 293-313 К является наиболее оптимальным для технологических процессов обработки кремниевых пластин, так как исключает необходимость использования дополнительной аппаратуры для. стабилизации температуры травителя.
При С„ р с 1Х происходит значительное уменьшение скорости травления кремния.
При С„ > 67 в области темперао тур 35-40 С .увеличивается скорость разложения дифторида ксенона и процесс становится нестабильным.
Пример. Раствор травителя готовят растворением навесок дифторида ксенона в ацетонитриле. Определение времени разложения дифторида ксенона и травление монокристаллов кремния проводят в тефлоновом реакторе при непрерывном перемешивании раствора травителя. Температуру травителя задают и поддерживают постоянной с помощью ультратермостата И-10.
Определение времени разложения днфторида ксенона проводят периодическим титрованием проб раствора иодометрическнм методом.
В таблице приведены времена полуразложения дифторида ксенона (c« ), растворенного в воде и ацетонитриле.
Как видно из таблицы, растворы дифторида ксенона в ацетонитриле обладают значительно большей устойчивостью, чем водные.
Для травления монокристаллов кремния испытаны травители следующих составов, мас Л
I ХеГт 1,0
Ацетонитрил 99,0
? Т ХеР 2,5
Ацетонитрил 97,5
III XeP 6,0
Ацетонитрил 94
Испытания проводят при температурах 293, 303, 313 К. По изменению массы образца за время опыта определяют скорость травления кремния и с помощью металлографического микроскопа контролируют качество поверхности
10743
i-i(ò(ÕåÐ +Н О) мин д/ (ХеР +ацетонитрил) мин
Т К
293
2, 1х10
298
303
6,6х10 .3,2х10
313
Редактор О.Юркова Техред Л.Олейник Корректор С.Черни
Заказ 5257/2 Тираж 643 .Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .
11роизводств::вн -нолиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул.Проектная, .4
Скорость травления кремния в (А/мин) составляет в травителе
I 100, 150, 390
I I 200, 360, 7 20
III 700, 11/0 2100 о для температур 293, 303 и 313 К соответственно.
При использовани. полированных образцов поверхность кремния после травления в данном травителе остает- 10 ся зеркальной и гладкой, рельеф поверхности практически не меняется.
При использовании данного травителя могут быть получены следующие технико-экономические. преимущества по 15 сравнению с прототипом.
Данный состав позволяет значительно увеличить коэффициент полезного. использования травителей на основе . дифторида ксенона за счет уменьщения ур скорости разложения днфторида ксенона по сравнению с известным трави27 4 тслем (см. таблицу) . Так, при комнатной температуре скорость разложе-ния дифторида ксепона в ацетонитриле почти в 1000 раз ниже, чем в известном травителе.
При использовании данного состава появляется возможность достаточно длительного хранения.неиспользованного травителя. При комнатной температуре время хранения травителя, соответствующее уменьшению концентрации активного компонента на 507, составляет 15 суток, тогда как в базовом травителе это время составляет лишь 40 мин.
Использование ацетонитрила в качестве растворителя позволяет повысить чистоту травителя и избавиться от вредных примесей, характерных для водных растворов, таких, например, как ионй щелочных и щелочно-земельных металлов.
