Способ приготовления раствора для полирования антимонида индия

 

Изобретение относится к полупроводниковой технологии н может быть использовано при необходимости прецизионной обработки жидкостными травителями структур антнмоннда индия для оптоэлектронных приборов. Целью изобретения является повышение воспроизводнмости толщины стравливаемого слоя за счет снижения скорости травления. Химическое полирование поверхности пластин и структур антимонида индия осуществляют с использованием известного травнтеля, содержащего концентрированные водные растворы плавиковой кислоты, перекиси водорода и винной кислоты при определенном соотношении их объемов. Поскольку разбавление известного травнтеля водой приводит . к утрате полирующих свойств, для понижения скорости травления использован прием разбавления раствором винной кислоты. В этом случае полирующие свойства известного травнтеля сохраняются, а допустимые преде лы его разбавления в Ю-ЮО раз позволяют подбирать скорость травления, необходимую для контролируемого удаления сколь угодно тонких слоев. 1 табл. : 8 (П

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (q1)5 Н 01 1. 21/306

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРИТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 23.09.92. Г>)ол. Р Зс (21) 4644994/25 (22) 19.12.88 (72) З.А.Налькина, Г,С.Хрящев, А.A.Нестеров и Г.М.Мироненко . (53) 621.382 (088.8) (56) Луфт Б.Д. и др. Химическое полирование антимонидов индия и галлия растворами системы Н О вЂ” НР— молочная кислота. Неорганич. матер, 1984, т. 20, Н 8, с. 1260-1264, Авторское свидетельство СССР

В 521620, кл. Н О1 Ь 21/306, 1976. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ PACTBOPA

ДЛЯ ПОЛИРОВАНИЯ АНТИМОНИДА ИНДИЯ (57) Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при необходимости прецизионной обработки жидкостными травителями структур антимонида индия для оптоэлектронных приборов. Пелью изобретения является повышение воспроизИзобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при необходимости прецизионной обработки жидкостными травителями структур антимонида индия для оптоэлектронных приборов, Целью изобретения является повышение воспроизводимости толщины стравливаемого слоя эа счет снижения скорости травления.

Сущность способа поясняется следующей последовательностью операций.

Приготовление травителя.

„„SU„„1669337 А 1 водимости толщины стравливаемого слоя эа счет снижения скорости травления.

Химическое полирование поверхности пластин и структур an-.èìonnäà индия осуществляют с использованием известного травителя, содержащего концентрированные водные растворы плавиковой кислоты, перекиси водорода и винной кислоты при определенном соотношении их объемов. Поскольку разбавление известного травителя водой приводит.к утрате полирующих свойств, для понижения скорости травления использован прием разбавления раствором винной кислоты, В этом случае полирующие свойства известного травителя сохраняются, а допустимые пределы его разбавления в 10-100 раз позволяют подбирать скорость травления, необходимую для контролируемого уда- С ления сколь угодно тонких слоев. табл.

Готовят полирующий травитель состава, об,X:

40K-ная плавиковая кислота 2-4

207-ная винная кислота 54-60

30%-ная перекись водорода 38-42, так называемый медленный винный травитель (МВТ). Одновременно готовят необходимое для обработки пластин количество 20Х-ного водного раствора винной кислоты (ВК). Растворы до1669337

g m-10 / - -- — — мкм/мин, d В-е где Д ш - потеря веса, мг;

d - плотность материала, г/см ; водят до температуры 20-22 C и выдершивают при этой температуре 30 мин, По окончании этого времени одну часть

ИВТ разбавляют 203-ным водным раствором ВК в пушной пропорции, например 1 10, 1:20, 1:50 и т.д. Разбавленный таким образом МВТ после тщательного перемешивания готов к употреблению, ° 10

Травление.

Подготовленную для обработки пластину антимонида индия выкладывают в открытый фтороппастовый стакан, за- ливают слоем травителя толщиной 1 см 15 и выдеркивают в течение времен», рассчитанного по предварительно установленной скорости травления.

Прекращение травления.

По окончании необходимого времени 20 содераимов стакана быстро запивают большим (5-6 кратным по объему) количеством деионизованной воды, а стакан с пластиной переносят под струю деионизованной воды. 25

Финишная отмывка, Не прекращая промывку струей, пластину захватывают пинцетом и, интенсивяо обмывая ее со всех сторон, быстро заканчивают промывку, 30

Сушка.

Тщательно промытую пластину осушают струей инертного газа либо путем, центрифугирования, Пример 1. Ппастины антимони- 35 да индия марки ИСЭ-0 защищают слоем 2000 3. пиролитического SiO< и пленкой химически стойкого лака, выдер« кивают в сухой камере над Р О до .постоянного веса, Взвешенные с точ- 40 .постыл 0,05 мг пластины травят свешеприготовленным ИВТ состава, об.X:

40Х-ная плавиковая кислота 3

207-ная винная кислота 59

30Х-ная перекись водорода 38 по приведенной выше методике. Воздушно-сухие пластины выдерживают затем в сухой камере над Р О до постоянного веса и по убыпй в весе рассчитывают среднюю скорость травления

S - площадь пластины, см (t - время травление, мин, Результаты определений средней скорости травления приведены в таблице, раздел I, Пример 2. Пластину антимонида индия ИСЭ-0 с предварительно снятым нарушенным слоем защищают с обратной стороны и травят свешеприготовленным супермедленным травитепем разной степени разбавления по приведенной выше методике. Результа-. ты определения средней скорости травления сведены в таблицу, раздел II.

Пример 3. Пластины антимонида индия ИСЭ-О, прошедшие облучение ионами магния, защищают с обратной стороны и травят свеаеприготовленными супермедленным травителем состава МВТ : BK 1:50 по приведенной выше методике в течение 30, 60, 90 с.

Часть образцов, облученных той ше дозой, обработана при соОтношении

МВТ ; ВК 1:100 в течение 2 и 3 мин.

Результаты определения средней скорости травления сведены s таблицу, раздел III.

Пример 4, В раздел ТЧ таблицы сведены результаты по определению средней скорости травления при соотношении МВТ : ВК = 1:100 образцов антимонида индия, нмплантированных большей дозой ионов магния.

Из сравнения результатов разделов

Ш и IV таблицы видно, что даке при одинаковых степени разбавления и вре мени травления на скорости травления сказывается степень нарушения струк- < туры материала при различных дозах обл уче ния .

Из результатов таблицы следует, что при одной н той ие степени pasбавлення MBT 20X-ным раствором ВК средняя скорость травления пластин антимонида индия с различными обработкой поверхности и степенью нарушения ее кристаллической структуры мокет сильно отлнчатъся. Поэтому достнкение прецизионного удаления заданной толщины материала с поверхности обрабатываейих ппастин требует предварительного исследования зависимости средней скорости травления пластин с данной обработкой поверхности от степени разбавления. На основании результатов такого предва-. рительного исследования осуществляf 669 337 ют выбор с оот ноше ния МВТ: В К и время травления, исходя иэ конкретно решаемой задачи. Выбор соотношенггя

МВТ : ВК долгкегг учитывать факт умень5 шения скорости травления во времени (см. таблицу, результаты по уменьшению средней скорости травления для одной и той ггге срепени разбавления при различных временах травления).

Таким образом, выбор соотношения

МВТ:BK должен обеспечивать контролируемое удаление заданной толщины слоя с поверхности пластины эа разумный промегггуток времени, пока обеднение травящей смеси по действующему началу (МВТ) не приведет к существенному изменению скорости травления. В каждом коггкретггом случае эадача выбора оптимального соотноше- 2р ния MBT:ÂÊ и времени травления решается путем постановки ряда типовых предварительных экспериментов на пробных образцах с учетом накопленного экспериментального материала. 25

Способ опробован при изготовлении фоточувствительных элементов на пластинах антимопида индия марки ИСЭ-О, Имплантацией ионов магния дозой

5 ° 10 см в поверхности пластин соэ« щ !

4 -Я дают р — n-переходы. Затем удаляют с поверхности полученных р — и-структур нарушенный слой толщиной О, 15 мкм травлением в смеси МВТ:BK 1:50 в течение 30+5 с с точностью + О, 025 мкм.

Завершают цикл формирования структур и измеряют вольт-амперные характеристики р — п-переходов.

f0

Ве ичина дина ческого сопротив- 40 ления р — и-перехода при нуле н ом с ме" щении, характеризующая его качество, составляет для исследованных р - ппереходов размерами 80 110 мкм эначенив 100 МОм, определяемые па- 45

I раметрами использованного полупроводникового материала.

Таким образом, способ разбавления стандартного MBT 20Х-.ным раствором

ВК при полировании антимонида индия по изобретению обеспечивает супермалые скорости травления и позволяет с достаточно высокой степенью надежности и точности снимать требуемые толщины нарушенных слоев антимонида индия после ионной имплантации, При этом обеспечивается формирование требуемого качества границы раздела полупроводник - диэлектрик, необхо.димого для создания приборньгх структур, нключающггх область р — и-переходон и обладающих высокими параметрами. Используемый н способе раэбавленньгй травитель не токсичен, поскольку на 96-99Х представляет собой водньпг раствор ВК н хорошо сочетает-. ся с технологией предыдущих операций, так как МВТ используется на одном иэ этапов формирования приборных структур с р - п-переходами.

Формула изобретения

Способ приготовления раствора для полиронання антимонида индия с использованием исходного травггтепя следующего состава, об.X:

Плавиконая кислота (4OX) 2-4

ПерекиСь водорода (ЗОХ) 38-42

Винная кислота (20X) 54-60 отличающийся тем, что, с целью повышения воспроизводимости толщины странлинаемого слоя за счет сггихеггия скорости травления, разбавляют исходный травитель в 10-100 раэ

20Х-ным раствором винной кислоты, 1669337

Т, Скорости травления пластин антимонида индия после химцко"механической полировки

Время трав- Скорость травлеления, мин ни» мкм/мин

l»

Травнтель, об. ч. (прототип) MBT

MBT

MBT

II. Скорости травления пластин антимонида индия с предварительно снятым нарушенным слоем

III. Скорости травления пластин антнмонида индия после имплантации ионов магния дозой D = 5 1О см

0,5

1,0

2,0

3,0

IV, Скорости травления пластин антимонида индия после имплантации ионов магния дозой D = 1 «10 см

Составитель А.Шубин

Техред И.Дндьпс

Корректор Н.Ренская

Редактор T.1Oð÷èêîâà

Заказ 4060 Тираж Подпис ное

ВНИКНИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303."), 11оскяа, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издатель кнй комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

ИВТ2ВК 1. 10

HBT-.BÊ " 1: 20

MDT-.ВК = 1:50

ИВТ:ВК = 1:50

ИВТ:ЙК ** 1:50

ИИТ:ВК =.1Ф50

ИВТ:ВК " 1:100

1ВТ: ВК = 1: 100

ИВТ:ВК = 1:100

MBT:ВК 1:!00

ИВТ;ВК = 1:1ОО

3, 19

2,97

3,14

0,77

0,34

О, 13,0,296

О, 265

0,205

0,084

0,062

О, 0707

О, 0984

0,0858