Травитель для химического полирования монокристаллов фосфида галлия

 

ТР ИТЕЛЬ. ДЛЯ ЗШМИЧЕСКОГО nOJMPOBAIIH .1Ж)НОКРЙСТАЛЛОВ ФрСОТ(ДА: ГАЛЛИЯ, содержащий азотную и соляную кислоту,-о т л,и ч а ю щ.и и с я тем, что, с.цельюполучения при комнатной температуре зеркально-гладкой поверхности без окисных плёнок монокристаллов фосфида галлия различного типа проводимости и уровня .легирования , он дополнительно содержит Tfccycную кислоту при сл.едующих соотношениях , компонентов, об.%; кислота 72%-ная 46-55 Соляная кисльта 36%-ная 15-18 Уксусная Кислота 98%-ная 27-39

77 А аа (и) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР1 Ю ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОБУСНОМУ СВИЮТВЬСТВУ с594 Н 01 L 21 306 (21). 3616868 . 18.-25 (22) 08.07.83 (46) 15.10.86..Вюп. У 38 (71) Ордена Трудового Красного Знамени инс гитут радиотехники и злектроникн AH СССР (72) M.Л. Яссенэ Б Д. Луфта

Л.S. Хусйд, и Р.В. Герасимова

{53) 621.382(088.8) (56) Kern Q. Chemical Etching oX

Silicon Gerinaniua,.Са}1иа Arsenide

and Gallium Prospide. кСА Вем ею, 1978, ч. 39,. pi ЗОО.

)ocr Дис. Травление соедйнений

А В . Травление иолупроэодников. И.:

"Мир",: 1965, с.:224, 228. (54).(52) ТРАВИТЕЛЬ ДЛЯ- ХЦЩЩКСКОГО

ПОЛИРОВАИИф ИОНОКРИСТАШЮВ ФОСФИДА ..

ГАЛЛИЯ, содержащий азотную и соляную кислоту,.о т л,и ч а ю щ.и и с я тем, что, с.целью получения при комнатной. температуре зеркально-гладкой оверхности без окисных пленок монокристаллов фосфида галлия различного типа проводимости и уровня .легирования, он дополнительно содержит cóñ иую кислоту при следующих соотновениях компонентов, об.X:

Азотная кислота 72Х-ная -: 46-55

Соляная кислота 36Х-ная . 1518

Уксусная кислота 98Х-ная 27-39

1127

1

Изобретение относится к технике . химического полирования полупроводниковых материалов, в частности монокристаллов фосфнда галлия различного типа проводимости и уровня легирования.

Известен травитель для химического полирования монокристаллов фосфида галлия. Травитель состоит из раствора Вг в смесях метанола и воды. 10

Травитель такого состава высоко токсичен и не обеспечивает получение высокой гладкости поверхности, особенно легированных образцов монокристаллов GaP (ги Р-типов).

Наиболее близким техническим решением является травитель для химического полирования монокристаллов фосфида галлия, содержащий азотную и соляную кислоту. 20

Однако этот травитель как при комнатной температуре (при малой скорости травления), так и при температуре

50-90 С (при больших с оростях травления) не обеспечивает требуемого для эпитаксиальной технологии качества поверхности (поверхность хотя и

t зеркальная, но на ней имеются ямки травления и часто образуются окисные пленки).

Целью изобретения является получение при комнатной температуре зер.кально-гладкой поверхности без окисных пленок монокристаллов фосфида галлия различного типа проводимости и уровня легирования.

Поставленная цель достигается тем, что травитель для химического полирования монокристаллов фосфида галлия, содержащий азотную и соляную кисло40 ту, дополнительно содержит уксусную кислоту при следующих соотношениях компонентов, об.Х:

Азотная кислота 72Х-ная 46-55

Соляная кислота 36Х-ная 15-18

Уксусная кислота .98Х-ная 27-39

Отличительными особенностями данного состава травителей являются наличие уксусной кислоты в полирующем растворе (введение в состав тра50 вителя концентрированной уксуснои кислоты приводит к снижению скорости травления и стабилизации процесса полирования фосфида галлия в растворах .,содержащих смеси концентрирован»

Ф

55 ных азотной и соляной кислот по всей вероятности, уксусная кислота взаимодействует с активным хлором, образующимся в смесях концентрирован477 2 ных НС1 и HNÎ с образованием хлор3 уксусной кислоты, являющейся более сильной кислотой и лучшим комплексантом по отношению ко многим ионам металлов, .чем уксусная кислота. Это способствует лучшему отводу продуктов реакции окисления фосфида галлия в системе HN0 -НС1 — СН СООН, а следовательно; и повышению полирующей способности предлагаемых составов травителей (по сравнению с прототипом); лучшее по сравнению с прототипом качество поверхности полированных пластин, особенно монокристаллических пластин, изготовленных из высоколегированных образцов P - GaP; получение гладкой зеркальной поверхности образцов монокристаллов фосфида галлия различного типа проводимости и уровня легирования без дефектов (ямок травления, окисных пленок и др.) при работе с травителем нри комнатной температуре.

При использованиисоставов травителей вне указанных пределов концентрации исходньщ компонентов качество обрабатываемой поверхности монокристаллов GaP неудовлетворительное (см. примеры 4-5) .

Приме ры. Травители приготавливают последовательным смешением НС1 (осч. 36X), ННО (осч. 70-72Х). и ледяной уксусной кислоты (98X-ной) общепринятым способом. Образцы - монокристаллические пластины GaP ориентации фОО} или

1111), толщиной 400-500 мкм, предварительно подвергают химико-,механическому полированию и очистке от поверхностных загрязнений по известной методике и подвергают химико-динамическому полированию в открытой фторопластовой кассете с бортиком высотой

3-4 мм. Затем кассету с образцом под слоем травителя быстро промывают в проточной деионизованной воде не менее 5 мин и сушат на центрифуге.

Пример 1. Состав травителя, об.Х

HN0 55

НС1 18

СНзСООН 27

Скорость травления при 20 С

0,6 мкм/мин. Глубина травления 10 мкм.

Нарушенный слой отсутствует, поверхность гладкая, зеркальная, без окисленых пленок н других дефектов.

Пример 2 Состав травителя, об.X:

ННО, 50

НС1 16

СН СООН 34

Пример 3. Состав травителя, об .:

HHOз 46

НС1 15

СН СООН 39

Скорость травления при 20 С 0,30,4 мкм/мин. Качество поверхности пр . глубине травления 10 мкм такое же, как в примерах 1 и 2..

Пример 4. Состав травителя, об.Х:

ННО 43

HCl 14

СН.СООН 43

Скорость травления при 20 С .

0,5 мкм/мин. При глубине травления

10 мкм качество поверхности неудовлетворительное, поверхность матовая, окислена.

Составитель

Техред А-Кравчук

«

Корректор И. Шароши

Редактор С. Титова

Тираж 643 : - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений, и открытий

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

Заказ 5588/2

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11

Скорость травления прн 20 С 0,40,5 мкм/мин. Качество поверхности при глубине травления 10 мкм такое же, как в примере 1.

27477

Пример 5. Состав травителя, об.Ж:

HN0 60

HCl 20

СН,СООН го

Скорость травления при 20 С

О,"6 мкм/мин. При глубине травления

10 мкм поверхность зеркальная, отдельные ямки травления, имеется окисная пленка (на электронограммах от поверхности образцов виден сипьный фон), Во всех примерах скорость травления воспроизводится с относительной погрешностью +10X.

Таким образом, изобретение может лироко использоваться в технологии изготовления эпитаксиальных структур на подложках из фосфида галлия различного типа. проводимости, применяемого в технологии.нроизводства микроэлектронных устройств (фотодидов, фотоэмиттеров с отрицательным электронным средством и др.).