Расплав для анодирования материалов с полупроводниковыми свойствами

 

РАСПЛАВ ДЛЯ АНОдаРОВШ1Я МАТЕРИАЛОВ С НОЛЙТ1РОВОДН1 К08ЫЙИ СВОЙСТВАМИ , преимущественно арсенида галлия, содержавши нитраты я натрия, о т л и ч а ю щ и.й с я тем, что, с целью повьшения Iэлектрофизических свойств пленок, он дополнительно содержит молибдат амг«7ния П1Я{ соотношении компонентов , мас.%: Нитрат калия 40-60 Й1трат натрия 39,93-59,97 Молибдат аммония 0,03-0,07

СОЮЗ- СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!Ф) а(ьц С 25 О 11/32

ГОСУДАРЮ ГИЕННЫЙ КОМИТЕТ ENOP

Il0 МЛАД ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЗ4МЬЙ (21.) 3399476/22-02 (22) !8.02.82 (46) 15.04.85. Вюл. В 14 (72) И.А,Степанова, T.H.Ñèòåíêî, Т.В,Василевская, С.И.Чернухин . и В И.Зименко . (71) Институт общей и неорганической химии АИ УССР .(53) 621.357.8.(088.8) (56) !.Авторское свидетельство СССР

Ф 565954, кл. С 25 О !1/32, 1975.

2.Авторское свидетелъство СССР

В 340713,. кл. С 25 О 1!/26, 1969. (54) (57) РАСИЛАВ ДЛЯ АНОДИРОВАНИЯ

МАТЕРИАЛОВ С ИОЛУПРОВОДНИКОВМИИ СВОЙ-.

СТВАМИ, преимущественно арсенида галлия, содержащий нитраты калия и натрия, отличающийся тем, что, с целью повыщения!электрофизических свойств пленок, он дополнительно содержит молибдат аммония при следукщем соотнощении компонентов, мас.Ж:

Нитрат калия 40-60

Нитрат натрия. 39,93-59,97

Молибдат аммония 0,03-0,07

Нитрат калия 40-60

Нитрат натрия 39,9359,97

Молибдат аммония 0,03-0,07.

Процесс осуществляют при 235 5 С в гальваностатическом или потенциостатическом режимах при плотности тока (Д ) 0,1-2,0 мА/см .

Добавка молибденовокислого аммония стабилизирует кислотность расплава, а также служит источником дополнительных кислородных ионов, принимающих участие в анодном окислении полупроводника в расплавах без добавки молибдата аммония: окисел растет лишь в начальный период до сравнительно небольших толщин.

Увеличение концентрации добавки выше 0,07 мас.Х нерационально, так

55

1 108683

Изобретение относится к области электрохимического окисления полупроводниковых материалов, в частности арсенида галлия, и может быть использовано в микроэлектронике для создания МОП-структур, для получения пассивирующих покрытий и т.д.

Известен электролит для анодирования арсеннда галлия, содержащий гидроокись аммония, этиленгликоль, 10 изобутиловый спирт 1 1).

Однако данный электролит на основе органических растворителей имеет низкую электропроводность, нестабилен и вредно влияет на окружающую среду. Кроме того, окисные слои содержат воду, которая является нежелательной примесью, ухудшающей электрофизические показатели пленок.

Наиболее близким,к изобретению 20 является расплав для анодирования вентильных металлов, содержащий нитраты калия, натрия .и окислы щелочных и щелочноземельных металлов Е23.

Однако данный электролит при д анодировании арсеиида галлия ие .обеспечивает получения высоких электро физических характеристик анодиых пленок.

Цель изобретения — повышение элек-ЗО трофизических свойств пленок.

Цель достигается тем, что расплав для анодирования материалов с полупроводниковыми свойствами, преимущественно арсенида галлия, содержащий нитраты калия и натрия, дополни-.

3S тельно содержит иолибдат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

40 мой по формуле:

Я е как этот предел ограничен раствори-. мостью молибдата аммония в нитратном расплаве. Длительность электролиза определяется необходимостью получения окислов определенной толщины.

В качестве катода используется платина. Скорость роста. окисла по предлагаемому способу составляет 2550 А/В.

При анодировании арсенида галлия по изобретению качество окислов обеспечивается следующим.

Расплавленные нитраты являются хорошо проводящими электролитами с хорошей рассеивающей способностью, что увеличивает равномерность покрытия и значительно уменьшает омичес-, кие потери на ванне. Проведение процесса при .235+5 0 способствует увели чению концентрации неосновных носителей вследствие увеличения скорости их термической генерации, поэтому анодирование процесса одинаково на арсениде галлия в-и р-типа н не требует дополнительного освещения.

Кроме того„ проведение электролиза при повышенных температурах способствует частичному отжигу окис лов и залечнванню дефектов на границе раздела полупроводник-окисел.

Электролит готовят плавлением исходных солей и их смешением. Электролит пригоден для многократного употребления и не требует корректировки.

П р и и е р.. Для аноднрования . образцов из арсенида галлия приготавливают несколько расплавов, состав которых и режим процесса приведены s таблице. Для сравнения опробуют расплавы, не содержащие молибдата аммония (примеры 4-6 ). Электрофизические свойст: а полученных пленок определяют на основании исследования их вольт-емкостных характеристик, пробивного напряжения, эллипсометрических характеристик и показателя преломления.

Измерения высокочастотных. вольтемкостных характеристик проводят на характериографе ИППМ-1 с автоматической записью. Измерение напряжения плоских зон составляет 0,7 В, что соответствует величине встроенного

-3, 2. заряда 2,10 кл/см и плотности состояний на границе раздела, определяез !о где Й вЂ” величина встроенного заряда; е — заряд электрона 2. IO см, Определение пробивных напряжений полученных окислов производят по появлению токов утечки, регистрируемых микровольтамперметром Ф-116/2 или по проявлению вырождения вольтемкостных характеристик,. которое заключается в необратимом увеличении емкости структуры при .пробое..

86832 4 всей площади образца менее IOX от. значения ).

Полученные результаты по свойствам пленок приведены в таблице, Из сравнения данных таблицы видно, что введение в расплав молибденово-. кислого аммония приводит к улучшению качества анодных окислов, уменьшению концентрации поверхностных состояний от (4-10 ) 10"%M до 2..10 " см 2, повышению пробивных напряжений, повыше* нию оптической однородности окислов, что позволит испольэовать изобретение для получения окисных слоев на арсе° ниде галлия, которые могут быть использованы в полупроводниковой микроэлектронике, 1

Эллипсометрические измерения тол- щины окисла и показателя преломления показали, что оптически однородные". толщины окислов лежат в пределах

2000-3000 Д (погрешность измерения толщины окисла, определяемой по рем браотки

При- Состав расплава, Плотность мер мас.7. тока, Д, МА/см

Напря жение пробо

U epoh

В/см.казана ль еломния од, н н!

700 1,2.10 . 1,82 с

KNO, 10 15

20 22

20 32

0,1

950 1,4.10 1,87

NaN0 59,97

0,1 (ИН )МоО О,О3

1100 1,9. 10 1,84

KN0 50

1000 1,8.10 !,82

20 26

20 34

10. 56

1,7.10 1,87

2,1.10 90

0,2

Na NO>

49, 94

1400 (NH,1) МоО О, Об

0,5

2200

650 1,4.10 1,84

800 1,8.10 1,82

2600 2,2.10 !,87

3.0 KNO: . 60

10 14

20 IS

15 48

NaN0 39,93 (NH J Моо 0,07

0,1

120 0,9.10 1 62

Î,1

4. КИО

10 5

20 7

190 1,2.10 1 64

NaNO>

59,97

1086832

Продолжение таблицы

190 1,4.10 1,63

20 7

30 9

0,1

5 ° Кйоз

49,94

220 1,3.10 1,61

0,5

NaNO

0,1

Il0 0,8.10 1,63

6 К®з

10 5

230 1,2.10 1,67

39,93

0 5

20 ll

Составитель Л.Казакова

Техред ИвНадь Корректор И.Муска

Редактор Л.Письман

Филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,4

Заказ 2765/l Тираж .637 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ко делам изобретений н открытий

113035,Москва,Ж-35,:яауаская наа.,д.4/5