Устройство химико-динамического травления германиевых подложек

Авторы патента:

H01L21/306 - обработка химическими или электрическими способами, например электролитическое травление (для образования диэлектрических пленок H01L 21/31; последующая обработка диэлектрических пленок H01L 21/3105)

Владельцы патента RU 2520955:

Открытое акционерное общество "Сатурн" (RU)

Изобретение относится к электротехническому оборудованию и может быть использовано для химико-динамического утонения германиевых подложек. Технический результат заключается в повышении производительности и упрощении конструкции. В устройстве химико-динамического травления германиевых подложек, включающем платформу с реакционными сосудами, выполненную с возможностью совершения орбитального движения в горизонтальной плоскости, платформа выполнена в виде короба и снабжена цилиндрическими ванночками, при этом на дно ванночек установлены диски вкладышей, на которых горизонтально расположены пластины подложкой вверх, кроме того, крышки-втулки ванночек выполнены с возможностью ограничения толщины слоя травителя на поверхности пластин, а дно ванночек выполнено с возможностью его охлаждения проточной водой. 3 ил.

Изобретение относится к электротехническому оборудованию и может быть использовано для химико-динамического утонения германиевых подложек.

Известно устройство (аналог) химико-динамического травления пластин кремния, германия (см. «Физико-химические методы обработки поверхности полупроводников» под редакцией Б.Д.Луфт, изд-во «Радио и связь», 1982 г.), представляющее собой цилиндрический реакционный сосуд из фторопласта, поставленный на ось электромотора, угол наклона которого можно изменять от 0 до 90°. Частота вращения реакционного сосуда регулируется от 0 до 200 об/мин. Утоняемая пластина наклеивается на круглый фторопластовый диск с помощью химически стойкого лака или оптической смолы. В процессе травления пластина вращается вокруг своей оси. Устройство позволяет обрабатывать один образец.

Недостаток устройства - низкая производительность, кроме того, вблизи края пластина стравливается больше, чем в центре (эффект «чечевицы»), в результате чего снижается ее механическая прочность.

Признаки вышеуказанного аналога, общие с предлагаемым устройством, следующие: наличие реакционного сосуда, приводимого в движение электродвигателем.

Известно устройство для перемешивания растворов типа LS 220(см. Руководство по эксплуатации, паспорт ЗАО «Лабораторное оборудование и приборы», г.Санкт-Петербург, info@loip.ru, 2010 г.),принятое за прототип, в котором платформа с расположенными на ней реакционными сосудами совершает орбитальное вращательное движение с заданной амплитудой в горизонтальной плоскости. При этом все участки платформы движутся по одной траектории. Диапазон частоты вращения от 0 до 400 об/мин. Платформа приводится в движение асинхронным электродвигателем с внешним ротором.

Недостаток устройства-прототипа заключается в том, что применение его ограничено областью перемешивания растворов.

Признаки прототипа, общие с предлагаемым устройством, следующие: наличие платформы с реакционными сосудами, совершающей орбитальное движение в горизонтальной плоскости.

Технический результат, достигаемый в предлагаемом устройстве химико-динамического травления германиевых подложек, заключается в повышении производительности и упрощении конструкции.

Отличительные признаки предлагаемого устройства химико-динамического травления германиевых подложек, обуславливающие его соответствие критерию «новизна», следующие: выполнение платформы с реакционными сосудами в виде короба и снабжение ее цилиндрическими ванночками, на дно которых установлены диски вкладышей, на которых, в свою очередь, горизонтально расположены пластины подложкой вверх, при этом крышки-втулки ванночек выполнены с возможностью ограничения толщины слоя травителя на поверхности пластин, а дно ванночек выполнено с возможностью его охлаждения проточной водой.

Для обоснования соответствия предлагаемого устройства критерию «изобретательский уровень» был проведен анализ известных решений по литературным источникам, в результате которого не обнаружено технических решений, содержащих совокупность известных и отличительных признаков предлагаемого устройства, дающих вышеуказанный технический результат. Поэтому, по мнению авторов, предлагаемое устройство химико-динамического травления германиевых подложек соответствует критерию «изобретательский уровень».

Устройство химико-динамического травления германиевых подложек представлено на фиг.1-3.

На фиг.1 - вид ванночки в сборе с пластиной, вкладышем и крышкой-втулкой, на фиг.2 - вид платформы устройства химико-динамического травления германиевых подложек, на фиг.3 - вид пластины с вкладышем.

Предлагаемое устройство химико-динамического травления германиевых подложек применено, в качестве примера, в технологии изготовления фотопреобразователей. Используют германиевые подложки диаметром 100 мм, толщиной 145 мкм с выращенными эпитаксиальными слоями трехкаскадной структуры. На стороне подложки с эпитаксиальными слоями создают фоторезистивную маску с рисунком лицевых контактов фотопреобразователя и диода, локально вытравливают площадки под диод, напылением и «взрывом» фоторезистивной маски создают лицевую металлизацию, выполняют меза-изоляцию активных областей фотопреобразователя и диода. Формируют защитное покрытие с использованием фоторезиста ФП 2550.

В цилиндрические ванночки 1(с внутренним диаметром 105 мм), в которые установлены вкладыши 2 с плоским диском, заливают раствор травителя 3 состава HF÷H₂О₂÷Н₂О=1÷1÷4 объемом 25 мл. Пластины 4 укладывают в ванночки 1 германиевой подложкой вверх. Устанавливают на борт каждой ванночки 1 крышку-втулку 5, нижняя профилированная сторона которой задает толщину слоя травителя 3 над поверхностью пластины 4 в процессе травления. Ванночки в количестве 8 шт. с пластинами 4 располагаются на горизонтальной платформе 7 в виде короба, при этом дно ванночек 1 омывается проточной водой с температурой ~25°С для обеспечения теплоотвода. Контур водяного охлаждения может быть дополнен блоком термостатирования.

Включают устройство химико-динамического травления посредством блока управления 8, при этом платформа 7 с ванночками 1 совершает орбитальное движение в горизонтальной плоскости с амплитудой ~5 мм, частотой 200 об/мин.

В процессе движения платформы 7 раствор в ванночках 1 вращается по кругу. Нижняя сторона крышки-втулки 5 ограничивает толщину слоя травителя 3 над поверхностью пластины 4. Чем меньше толщина слоя и скорость течения травителя 3 над поверхностью пластины 4, тем меньше скорость травления в этой области, таким образом задавая определенную конфигурацию нижней стороны крышки-втулки - 5, а следовательно, профиль слоя травителя 3, выравнивают скорости травления центрального и периферийных участков пластины 4.

Скорость травления подложки германия составляет _ср.=2 мкм/мин. По окончании первого цикла травления t=15 мин (толщина стравливаемого слоя 30 мкм) платформу 7 останавливают, израсходованный травитель 3 выливают, затем без промывки водой в ванночки 1 наливают свежую порцию раствора травителя, включают установку. По окончании второго цикла травления t=15 мин платформу 7 останавливают, заполняют ванночки 1 деионизованной водой (для торможения процесса травления), затем поочередно промывают и извлекают утоненные пластины 4 с помощью вкладышей 2. Необходимость вкладышей 2 обусловлена прилипанием утоненной пластины 4 к плоскому дну ванночки 1.Толщина германиевой подложки после утонения составляет 70÷80 мкм. В отсутствие теплоотвода от поверхности дна ванночки 1 температура травителя 3 достигает ~60°С, что приводит к деградации защитных свойств фоторезистивного покрытия на лицевой стороне пластины 4. Далее удаляют фоторезист в диметилформамиде. Напыляют слои тыльной металлизации Cr/Au/Ag/Au толщиной 6 мкм на установке ВАК 641. Вжигают контакты при температуре 335°С, t=10 ceк на установке ATVSRO 706. Отжиг необходим для формирования омических контактов, кроме того, отжигом отпускают упругие напряжения сплошного слоя тыльной металлизации. Выравнивают пластины 4 путем охлаждения. Затем вскрывают оптическое окно, стравливая контактный полупроводниковый слой по маске лицевой металлизации. Наносят просветляющее покрытие ТiOх/Аl₂O₃ на установке ВАК 761. 0 pt. Вырезают фотопреобразователь со встроенным диодом с помощью алмазного диска с внешней режущей кромкой на установке DFD 6240. Дополнительно выравнивают плоскость изготовленных фотопреобразователей посредством охлаждения, при этом величина отклонения от плоскости фотопреобразователя размером 40×80 мм составляет менее 0,15 мм.

Стравливанием подложки германия снижают вес фотопреобразователя с 2,5 г при исходной толщине подложки 145 мкм до 1,6 г при толщине утоненной подложки 80 мкм. Снижение веса батареи фотоэлементов площадью S=40 м²составляет ~12 кг.

Предложенное устройство химико-динамического травления германиевых подложек не требует использования дорогостоящих оборудования и расходных материалов, устраняется эффект преимущественного травления пластин 4 в области края (эффект «чечевицы»). Производительность установки с платформой на 8 ванночек при утонении германиевых подложек с 145 до 80 мкм составляет ~16 пл/час.

Устройство химико-динамического травления германиевых подложек, включающее платформу с реакционными сосудами, выполненную с возможностью совершения орбитального движения в горизонтальной плоскости, отличающееся тем, что платформа выполнена в виде короба и снабжена цилиндрическими ванночками, при этом на дно ванночек установлены диски вкладышей, на которых горизонтально расположены пластины подложкой вверх, кроме того, крышки-втулки ванночек выполнены с возможностью ограничения толщины слоя травителя на поверхности пластин, а дно ванночек выполнено с возможностью его охлаждения проточной водой.

Изобретение предназначено для использования в мембранных нанотехнологиях для производства управляемых микро- и нанофлюидных фильтров, биосенсорных устройств, приборов медицинской диагностики.

Способ и устройство отмывки и сушки подложек // 2510098

Изобретение относится к технике индивидуальной обработки подложек и может быть использовано при производстве изделий электронной техники. Сущность изобретения заключается в том, что в способе отмывки и сушки подложек каждую подложку устанавливают на носитель, опускают в ванну отмывки с деионизованной водой до полного погружения подложки, затем медленно поднимают из воды в камеру сушки, отмывая ее с помощью мегазвукового излучения, а в момент выхода подложки из воды подают пары органического растворителя на границу раздела ванны и воздушной среды камеры и сушат.

Способ очистки и получения пористой поверхности полупроводниковых пластин // 2507630

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности к очистке поверхности полупроводниковых пластин от органических загрязнений и получению пористой поверхности кремния при изготовлении различных структур.

Способ очистки поверхности полупроводниковых пластин // 2495512

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности к очистке поверхности полупроводниковых пластин кремния от механических и органических загрязнений, и может найти применение в микроэлектронике, радиотехнической, электротехнической и других отраслях промышленности.

Способ консервации поверхности подложек из арсенида галлия // 2494493

Изобретение относится к технологии полупроводников, в частности к способам консервации поверхности полупроводниковых подложек. Изобретение позволяет сохранять «epiready» свойства подложек на воздухе без использования инертной среды при комнатной температуре и затем использовать для эпитаксиального выращивания полупроводниковых гетеро-и наноструктур.

Способ формирования полости в подложке из арсенида галлия // 2488189

Изобретение относится к области полупроводниковой техники и может быть использовано, в частности, в технологии изготовления полупроводниковых СВЧ приборов. .

Способ изготовления чипов наногетероструктуры и травитель // 2485628

Изобретение относится к созданию высокоэффективных солнечных элементов на основе полупроводниковых многослойных наногетероструктур для прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию с использованием солнечных батарей.

Способ плазмохимического травления материалов микроэлектроники // 2456702

Изобретение относится к технологии производства электронных компонентов для микро- и наносистемной техники. .

Устройство для локального плазмохимического травления подложек // 2451114

Изобретение относится к устройствам локального травления тонких пленок микроэлектроники. .

Состав газовой смеси для формирования нитрид танталового металлического затвора методом плазмохимического травления // 2450385

Изобретение относится к технологии полупроводникового производства, в частности к формированию затворов в КМОП технологии. .

Устройство для плазмохимического травления // 2529633

Изобретение относится к устройствам для генерирования плазмы высокой плотности и может быть использовано для травления изделий микроэлектроники. Устройство для плазмохимического травления содержит вакуумную камеру, генератор переменного напряжения высокой частоты и подложкодержатель с обрабатываемым изделием. Генератор соединен высокочастотным кабелем через согласующее устройство с генерирующей плазму спиральной антенной, размещенной в вакуумной камере. Подложкодержатель взаимодействует через дополнительное устройство с дополнительным генератором переменного напряжения высокой частоты. Согласующее устройство связано со спиральной антенной посредством полого вала, входящего в вакуумную камеру через вакуумный ввод вращения. На конце вала жестко закреплен полый рычаг. К полому рычагу прикреплен со смещением от оси вращения полого вала диэлектрический колпак с размещенной в нем спиральной антенной. Полый вал и подложкодержатель имеют автономные приводы вращения. Средство программного управления автоматически регулирует скорость вращения каждого привода, обеспечивая необходимую равномерность травления изделия. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов всей установки и снижение потребляемой мощности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ и устройство для получения кромки полупроводниковых устройств // 2530454

Изобретение относится к способу и устройству получения кромки полупроводниковых устройств. В способе получения кромки полупроводникового устройства, включающем подготовку полупроводниковой подложки, которая имеет по меньшей мере две основные поверхности, каждая из которых имеет край, и по меньшей мере одну краевую область, которая прилегает по меньшей мере к одному из краев, нанесение химического травителя при одновременном вращении полупроводниковой подложки направленно по меньшей мере на одну краевую область полупроводниковой подложки так, что травление ограничено краевой областью, при этом начинают нанесение травителя на радиально внутреннюю часть, и зону обработки в процессе травления изменяют радиально наружу. Изобретение обеспечивает возможность получения кромки полупроводникового устройства при меньшем количестве этапов способа и с высокой точностью и воспроизводимостью. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ реактивного ионного травления слоя нитрида титана селективно к двуокиси кремния, поликремнию и вольфраму // 2533740

Изобретение относится к микроэлектронике, методам и технологическим приемам контроля и анализа структуры интегральных схем, к процессам сухого плазменного травления. Сущность изобретения: слой TiN удаляется селективно к SiO2, вольфраму и поликремнию при реактивном ионном травлении его в плазме O2 с присутствующей в зоне разряда пластинкой фторопласта площадью 2-20% рабочей поверхности высокочастотного (ВЧ) электрода, травление проводят при плотности ВЧ мощности 1-3 Вт/см2, а рабочую поверхность ВЧ электрода покрывают кремнием, графитом или другим фторопоглощающим материалом. 1 табл.

Способ очистки карбид-кремниевой трубы // 2534388

Изготовление относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов, в частности к способам обработки карбид-кремниевой трубы, применяемой для высокотемпературных процессов в диффузионных печах. Изобретение обеспечивает уменьшение длительности и упрощение процесса, полное удаление загрязнений. В способе обработки карбид-кремниевой трубы очистку карбид-кремниевой трубы проводят в растворе, состоящем из бифторида аммония - NH4HF2, соляной кислоты - НС1 и деионизованной воды - H2O в соотношении 1:1,5:4, соответственно. Длительность обработки составляет 10±7 минут. По окончании обработки трубу промывают в деионизованной воде при комнатной температуре 30 минут.

Способ удаления окисла с поверхности кремниевых пластин // 2534444

Изобретение относится к технологии изготовления силовых кремниевых транзисторов, в частности к способам обработки обратной стороны кремниевых пластин перед процессом напыления. Изобретение обеспечивает полное удаление остатков окисла с поверхности кремниевых пластин, уменьшение времени обработки и снижение стоимости процесса. В способе обработки кремниевых пластин перед напылением удаление окисла с поверхности кремниевых пластин проводят в растворе, содержащем бифторид аммония (NH4HF2) и деионизованную воду (H2O) в соотношении NH4HF2:Н2O=1:26, время обработки составляет не более 10 секунд при комнатной температуре.

Способ очистки кварцевой трубы // 2534446

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, к способам обработки кварцевой оснастки, в частности кварцевой трубы, применяемой при проведении высокотемпературных процессов в диффузионных печах. Изобретение обеспечивает полное удаление различных загрязнений с кварцевой трубы после высокотемпературных операций, уменьшение температуры, длительности обработки кварцевых труб и снижение стоимости процесса. В способе очистки кварцевой трубы удаление загрязнений с кварцевой трубы происходит за счет использования раствора в состав, которого входят бифторид аммония - NH4HF2 и деионизованная вода - H2O в соотношении 1:5 при комнатной температуре. Длительность процесса равна 20±7 минут. После обработки кварцевую трубу промывают в деионизованной воде при комнатной температуре в течение 20±5 минут.

Устройство свч плазменной обработки пластин // 2539863

Изобретение относится к СВЧ плазменным устройствам для проведения процессов осаждения и травления слоев - металлов, полупроводников, диэлектриков и может быть использовано в технологических процессах создания полупроводниковых приборов с высокой степенью интеграции, работающих в экстремальных условиях. Изобретение обеспечивает улучшение равномерности обработки и повышение скорости формирования слоев. В устройстве СВЧ плазменной обработки пластин, содержащем волноводный тракт, огибающий боковую стенку реакционной камеры, через центр широкой стенки волноводного тракта перпендикулярно к ней проходят несколько разрядных трубок, а в местах их входа и выхода из волноводного тракта накладывается магнитное поле для создания условий электронного циклотронного резонанса, волноводный тракт выполняют кольцевым и располагают на боковой стенке реакционной камеры так, что разрядные трубки размещаются в одной плоскости, параллельной обрабатываемой пластине, а над обрабатываемой пластиной вне реакционной камеры на ее крышке, выполненной из прозрачного для СВЧ материала, располагают плоскую двухзаходную спиральную СВЧ антенну, под обрабатываемой пластиной для ее нагрева размещают еще одну плоскую двухзаходную спиральную СВЧ антенну. 2 ил.

Устройство свч плазменной обработки // 2539872

Изобретение относится к СВЧ плазменным установкам для проведения процессов травления и осаждения слоев - металлов, полупроводников, диэлектриков при пониженном давлении и может быть использовано в технологических процессах создания полупроводниковых приборов с высокой степенью интеграции. Изобретение обеспечивает улучшение равномерности обработки кремниевых пластин, упрощение настройки горения плазмы в каждой разрядной трубке. Устройство СВЧ плазменной обработки содержит волноводный тракт, огибающий боковую стенку реакционной камеры, через центр широкой стенки волноводного тракта перпендикулярно к камере проходят несколько разрядных трубок, а в местах их входа и выхода в волноводный тракт накладывается магнитное поле для создания условий электронного циклотронного резонанса. Для обеспечения одинаковых параметров плазмы волноводные тракты, выполненные кольцевыми, расположены на стенке реакционной камеры ярусами со смещением разрядных трубок в ярусах друг относительно друга, а также дополнительно введен электрод, через который вводятся газы. 2 ил.

Способ плазмохимической обработки подложек из поликора и ситалла // 2541436

Изобретение относится к области радиоэлектронной техники и микроэлектроники и может быть использовано для плазмохимической обработки подложек из поликора и ситалла. В способе плазмохимической обработки подложек из поликора и ситалла производят предварительную протирку изделий спиртом со всех сторон, включая протирку всех торцов подложки, производят предварительный обдув изделий нейтральным газом, помещают изделия в камеру плазменной установки вместе с подобным образцом - свидетелем, производят очистку изделий в среде доминирования кислорода при мощности 500-600 Вт, давлении процесса 800-900 мТорр в течение 10-20 минут, проверяют качество обработки поверхности по свидетелю методом краевого угла смачивания по окончании очистки. Изобретение обеспечивает повышение качества очистки подложек из поликора и ситалла перед напылением, в частности удаление оксидных пленок, органики, сокращение времени и экономических затрат на выполнение операций очистки. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути // 2542894

Изобретение относится к области обработки поверхности теллурида кадмия-ртути химическим полирующим травлением. Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути включает компоненты при следующем соотношении, в объемных долях: метанол (95%) - 5, этиленгликоль - 13, бромистоводородная кислота (47%) - 2, перекись водорода (30%) - 1. Предложенный состав обеспечивает полирующее травление со скоростью не более 0,75 мкм/мин и позволяет получить поверхность теллурида кадмия-ртути с минимальной шероховатостью, в среднем не более 2 нм. 4 ил., 1 табл.