Полирующий травитель для антимонида индия

 

ПОЛИРУЮЩИЙ ТРАВИТЕЛЬ ДЛЯ АНТШЮНИДА ИНДИЯ, включающий концентрированную плавиковую кислоту и окислитель , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения качества обработки поверхности и снижения скорости травления, он дополнительно содержит 7,6-10,4%-ный водный раствор щавелевой кислоты и в качестве окислителя перекись водорода и концентрированную серную кислоту при следукяцем соотношении компонентов, об.ч.: Плавиковая кислота 2-4 Перекись водорода О,3-1,5 Серная кислота 2-4 7,6-10,4%-ный водный раствор щавелевой кислоты 0,5-1,5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

\»В

РЕСПУБЛИК

09) (И) ЗШ С 30 i3 33/00 С 30 В 29 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (ф

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В

6,», 4 ф

ГОСУДАРС ГВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

l%" Ю (21) 3425099/23-26 (22) 16.04.82 . (46),07 ° 12.83. Бюл. 9 45 (72) Л. П.Сорокина и В.П.Улин (71) Ордена Ленина физико-технический институт им.A.Ô.Hoôôå и Ленинградский институт точной механики и оптики (53 ) 621. 315. 592 (088 ° 8). (56) 1. авторское свидетельство СССР

В 232003, кл. С 23 F 1/02, 1967.

2. Форст Дж. Травление полупроводников. И., "Мир", 1965, с. 214-216 (прототип).

Ю

I (54) (57) полирующий трлвитяль для

АНТИИОНИДА ИНДИЯ, включающий концентрированную плавиковую кислоту и окислитель, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества обработки поверхности и снижения скорости травления, он дополнительно содержит 7,6-10,4%-ный водный раствор щавелевой кислоты и в качестве окислителя перекись водорода и концентрированную серную кислоту при следующем соотношении компонентов, об.ч.:

Плаэиковая кислота 2-4

Перекись водорода 0,3-1,5

Серная кислота 2-4

7, 6-10, 4%-ный водный раствор щавелевой кислоты

1059033

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и, в частности, может быть использовано при создании полупрОводникОвых прибОРОв с гОмО и гетеропереходами.

Известен травитель для обработки 5 поверхности полупроводников, в частности антимонида индия, содержащий винную и плавиковую кислоты и в качестве окислителя перекись водорода и азотную кислоту f1) .

Недостатками этого травителя являются возможность образования окис; ного слоя при травлении поверхности из-за того, что скорость окисления может превйшать скорость растворения продуктов реакции, а также слишком высокая скорость травления, усложняющая технологию обработки.

Наиболее близким к изобретению asляется полирующий травитель для обработки антимонида индия, включающий плавиковую кислоту и окислитель, в качестве которого используется азотная кислота, Кроме того, травитель содержит, уксусную кислоту при объемном соотношении компонентов 3:5:3 f2).

Недостатком известного травителя является образование неровности по- . верхности после травления вследствие выделения газообразной эакиси азота.

На месте образования пузырьков газа травление временно прекращается, что при большой скорости травления приводит к созданию неровностей (типа

"апельсиновой корки") .

Кроме того, очень высокая скорость35

/травления (около 800 мкм/мин) не позволяет контролировать малые толщины удаляемых слоев.

Цель изобретения - улучшение качества обработки поверхности и сниже- щ нив скорости травления.

Поставленная цель достигается тем, что травитель для антимонида индия, содержащий концентрированную плавиковую кислоту и окислитель, дополнительно содержит 7,610,4%-иый водный раствор щавелевой кислоты и в качестве окислителя перекись водорода и концеитркрованнув серную кислоту при следующем соотно-; шении компонентов, об,чд

Плавиковая кислота 2-4

Перекись водорода 0,3-1,5

Серная кислота 2-4

7,6-10,4Ъ-ный водный раствор .щавелевой 55 кислоты 0,5-1,5

Азотная кислота является сильным окислителем для антимонида индия, ее присутствие В травителе обуслав-: ливает высокую скорость травления и Я образование газообразиых продуктов реакции.

Б качестве окислителя в травитель вводят перекись водорода совместно с серной кислотой,,что приводит к. р образованию в растворе перекисиого соединения НдЯ09.

Предлагаемое соотношение объемов, серной кислоты и перекиси водорода (2-4) и(0,3- 1,5) обеспечивает окисление компонентов антимонида индия до катионов.

При снижении концентрации серной кислоты ниже укаэанной величины концентрация HgSOg,недостаточна для поддержания необходимого потенциала окисления. При повышении концентраци.. серной кислоты в травителе выше

4 об,ч, происходит уменьшение концентрации перекиси водорода, в результате чего сурьма и, например, мышьяк ив окисляются. Тот же результат получается при снижении концентрации перекиси водорода ниже 0,3 об,ч. Увеличение концентрации перекиси водорода выше 1,5 об.ч. приводит к черезмерному увеличению скорости травления и ухудшению качества поверхности.

Плавиковая кислота служит для об.— разования комплексов с ионамиБЪ(9Я .

В предлагаемом травителе концентрация плавиковой кислоты увеличена по. сравнению с известным, Ее содержание в пределах 2-4 об.ч, создает необходимую концентрацию ионов F . Увеличение концентрации плавиковой кислоты выше 4 об.ч. приводит к нежелательному снижению концентрации окислителя.

Щавелевая кислота является комплексообразователем для ионов1

Кроме того, ее присутствие необходимо для снижения скорости травления.

Увеличение ее содержания выше

1,5 об.ч. приводит к нежелательному уменьшению концентрации окислителя.

Уменьшение количества щавелевой кислоты ниже 0,5 об.ч, приводит к увеличению скорости травления и неполному связыванию в комплексы ионов Ig

31Укаэанные пределы концентрации водного раствора щавелевой кислоты (7 6-10, 4 вес. Ъ) обеспечивают оп -. санное действие травителя и установлены в связи с зависимостью растворимости кристаллической щавелевой КИслоты от температуры. Нижний предел - это растворимость щавелевой ,кислоты при 17@С, а верхний — при

250С. Интервал темп ратур 17-25ОC явЛяется наиболее характерным для производственных помещений. Колебанйя концентрации в указанных преде лах не влияют на качество поверхнос4 ти и практически не влияют на скоРость травления.

Пример 1. Для приготовления травителя испольэовали стандартные кислоты: плавиковую ч.д. а; (ГОст (10484-63), перекись водорода х.ч. (ГОСТ 109929-64), серную ч.д. а.

>(,ГОСТ 4204-77), щавелевую ч.д. а.

1(„ГОСТ 5873-68) . 1059033

Предварительно готовили насыщенный при 20 С водный раствор щавелевой кислоты с концентрацией 8,6 sec.Ъ.

С помощью мерного цилиндра отмеряли

4 см плавиковой, 1,5 см3 щавелевой

Э и 4 см серной кислот и 1,5 см перекиси водорода. Отмеренные обьеьы смешивали во фторопластовом стакане.

Пластину монокристалла, подвергаемого травлению, после взвешивания с точностью до 0,5 мг на аналитических весах ВЛА-200г-М обеэжиривали и наклеивали на кварцевую пластину с помощью пициина, затем помещали кварцевой пластиной вниз на дно фторопластового стакана. Травление производи- 15 ли в течение 60 мин при вращении. До изменению веса пластины до и после травления вычисляли скорость травления. При таком составе травителя поверхность монокристалла гладкая, блестящая, с величиной микронеровностей менее + 0 05 мкм, скорость травления антимонида индия равна

9 мкм/мин.

Пример 2. Готовили трави тель, содержащий 3 см плавиковой, 3

1 см э щавелевой и 3 см серной кислот и 1 см перекиси водорода, и проводили травление пластины, как описано в примере 1. После обработки поверхность монокристалла гладкая, блестящая, с величиной микронеровностей ниже + 0,05 мкм, а скорость травления при таком составе травителя равна 8 мкм/мин.

Скорость травления,мкм/

/мин

Величина микронеравносКачество поверхности тей,мкм

1,5 9

Менее

«+О i05

Гладкая, блестящая

1,5

Менее

+ 0.,05

Менее.

30 05.

0,3 3

0,5

О,З 1

1,5

Ленее

+0,05.1 5 14 Менее «+О i05

0,5 с известным травителем на 1 5-2 порядка;

Снижение скорости травления позволяет изготавливать ряд н,акбаров, требующих при их создании контролируемоСостав травителя, см 5

НГ (Свои) НРо4 Н О

Как видно иэ таблицы, предлагае- 60 вой травитель обеспечивает получение гладкой, блестящей поверхности с величиной микронеровностей ниже 0,05мкм и имеет сКорость травлений, равную

114 мкм/мин т.е. меньше по сравнению/5

Пример 3. Готовили травитель, содержащий 2 см> плавиковой, 0 5 см> щавелевой и 2 см8 серной кислот и 0,3 смэ перекиси водорода,. и проводили травление пластины, как описано в примера 1. После обработки поверхность монокристалла гладкая, блестящая, с величиной микронеровностей ниже + 0,05 мкм, а скорость травления при таком соотношении компонентов равна 3 мкм/мин.

Пример 4. Готовилк травитель, содержащий 4 см. плавкковой, 1,5 см щавелевой и 4 см> серной кислот и 0,3 см перекиси водорода, и проводили травление пластины,как описано в примере 1. После травления поверхность манокрксталла гладкая, блесгящая, с величиной мккронеровностей ниже + +0,05 мкм, а скорость травления прк таком соотнсепеник компонентов равна 1 ьжм/мкн.

g р и м е р 5. Газовики трави-. тель, содержащий 2 см плавкковой, 0,5 см щавелевой и 2 см серной кислот и 1,5 см перекиси водорода, и проводили травление пластины, как описано в примере 1. После травления поверхность монокрксталла,гладкая, блестящая, с велкчккой мккронеровностей киже + 0,05 мкм, а скорость травления при таком соотношенки компонентов равна 14 мкм/мкн.

I

Результаты испытаний различных составов приведены в. таблице.

1059033

Составиталь В. Иванов

Редактор ГсБеэвершенко i Техред Л.йикеш

Корректор N.Èàêàðåíêî

Заказ, 9723/26 Тираж 370

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óàtîðîä, ул.Проектная, 4

Э

Ъо удаления мальис толщин, например днфранционные. решетки ..

gpa этого, предлагаеьий травитель в зависимости от состава обеспечивает .различные цкорости травления,. чТо дает возможность использовать его для ряда целей, например химической полировки подложек перед зпитакснальйым выращиванием Qrp = 1

3 мкм/мин.