Техническая документация литература

 


Билеты
Производственная система
Бережливое производство
Электротехнические материалы
Силовые кабели
Силовые полупроводниковые приборы
Выключатели переключатели
Рубильники и пускатели
Реле
Датчики
Трансформаторы
Пусконаладочные работы
Ремонт бытовых электроприборов
Асинхронные двигатели
Автоматизация производства
Телефонные станции
Справочник по радиоэлектронике
Ремонт телевизоров
Ремонт устройств РЗиА
Электробезопасность 5 группа
Физико-химические методы обработки поверхности полупроводников
  Карта сайта

 
Химический состав травителя и способ его приготовления

Состав травителя. Как правило, в состав полирующих травителей должен входить окислитель (НО3, Н202, Ре3+, С0, галогены, гипохлорит натрия и др.)» необходимый для разрыва ковалентных связей (полупроводникового материала, и растворитель (водные растворы неорганических кислот, щелочей или различные органические среды: спирты, эфиры, карбоновые кислоты и др.)» легко растворяющий продукты реакции. Для этих же целен часто в полирующий травитель добавляют комплексообразователь (винную или лимонную кислоту, ионы р, Ре(СЫ)3 и др.) для образования хорошо растворимых продуктов реакций. Для повышения вязкости травителей иногда .в них вводят добавки глицерина (согласно (2.2) и (2.5) повышение вязкости раствора способствует лучшему (полированию).
Химическое травление полупроводников протекает как по химическому, так и по электрохимическому механизму.
Растворение полупроводника по химическому окислителю-гидрата механизму можно представить в виде двух основных протекающих стадий: стадия окисления поверхностных атомов и стадия гидратации продуктов окисления с переходом их в раствор (стадия растворения). При этом каждая из этих стадий может в свою очередь состоять из ряда промежуточных и сопутствующих химических реакций. Эти гетерогенные реакции кинетически связаны между собой и с процессами диффузии молекул растворителя из объема раствора к поверхности твердого тела и диффузии гидратированных продуктов окисления в обратном направлении. Соотношение между содержанием окислителя и растворителя в травителе должно выбираться таким образом, чтобы в целом процесс травления полупроводника протекал со значительным влиянием диффузии (диффузионный или смешанный механизм растворения). В этом случае, как показывает практика использования большинства полирующих составов, обеспечивается химическое полирование неровностей поверхности полупроводника. Наиболее приемлемой методикой выбора составов травителей является исследование механизма и скорости растворения полупроводника по способу вращающегося диска. Для этого на установке вращающегося диска (кинетическая ячейка) (рис. 2.6) снимают зависимость скорости растворения полупроводника (в различных по составу, концентрации и соотношению компонентов растворах) от перемешивания (частоты вращения диска) и температуры. По виду и характеру такой зависимости можно определить области составов растворов, в которых происходит сглаживание неровностей поверхности подложки. Найденные из зависимостей У~1ХыхР) составы травителей уточняются затем при отработке режимов полирования с учетом качества полированных поверхностей.
При использовании многокомпонентных составов травителей, например, трех-компонентных систем:                ММОз—НР—СН3СООН; ЬЬЗО*—1'ЬОа---П20; ШлОН—На02— П20; Н3РО«—И2О2—Н20 и др. для химического полирования полупроводников (см. п. 3.2.1, 3.2.2), выбор оптимальных составов полирующих травителей проводится также на основе изучения и построения треугольных диаграмм Гиббса [37—391- В качаете примера на рис. 2.8 представлена диаграмма Гиббса для системы МН4ОН—Н2О2—Н2О, на которой приведены результаты измерения скоростей травления пластин СаАз {100} при 20 С и перемешивании раствора при числе оборотов 40 мин-1. На диаграмме можно выделить области, в которых линии равных скоростей растворения образуют семейства параллельных прямых А и В. Область Д промежуточная, а С — сильно разбавленных растворов с малой скоростью травления. Скорость травления растворами в области А не зависит от концентрации окислителя. Определяющим компонентом реакции в этой области составов (например, 5Н30*:2ЫН40Н:ЗН20), обладающих и лучшими полирующими свойствами, является 25%ный раствор КШОН. В этом случае процесс лимитируется диффузией, т. е. в большей степени зависит от подвода реагентов к поверхности, чем от ее химической активности.
Для разработки оптимальных гидродинамических условий химического полирования подложек полупроводника в найденных растворах полезным приемом является составление матрицы планирования эксперимента и привлечение методов математического моделирования. Выбор Г окислительного агента определяется характером химической связи данного полупроводника, его способностью образовывать легко растворимые окисные и комплексные соединения.
Например, кремний и германий могут образовывать в растворах кислот и щелочей две формы соединений — моно-окись и двуокись.
Для окисных соединений кремния характерна низкая растворимость его двуокиси по сравнению с окислами германия. Растворимость 5Ю2 повышается только в присутствии ионов фтора или в щелочных растворах, п которых растворение 51 может быть представлено следующей схемой:
510, + 2К0Н — К*5Ю3 + Н20.
Процесс химического травления в травителях, содержащих НЖ3 и НР, может быть представлен так:
351 + 2НШа — 35Ю + 2Ш+ На0
N0 + 2НШ3 — 3 N0* + Н,0
5Ю -Ь 2 N0, + На0 — 5Ю, + 2 ШО
НШа + Ш0а 2Шг 4- На0
5Юа + 6НР-»- Н23|'Ро + 2 Н20
По этой схеме молекулы N0} окисляют 51 до 5Ю2, концентрация которых возрастает в ходе реакций (2) и (4). Если в растворе травителя концентрация окислительного агента велика, то скорость процесса лимитируется диффузией продуктов реакции окисления или подводом растворителя к месту реакции. Это и наблюдается при химическом полировании подложек в травителях с молярным соотношением НМ03: НР^З.


Меню раздела


Требования к полупроводниковым материалам
Требования к полупроводниковым подложкам
Методы контроля ориентации, качества поверхности подложек
Методы контроля и исследования содержания остаточных загрязнений
Основные технологические процессы физико-химической обработки
Классификация методов химической обработки поверхности полупроводников
Краткие сведения о процессах растворения и химического полирования проводников
Предельная плотность диффузионного потока
Теория конвективной диффузии
Основные параметры, определяющие эффективность ХДП и качество поверхности подложек
Влияние химического состава, электрофизических свойств
Химический состав травителя и способ его приготовления
Химическое травление полупроводниковых соединений
Влияние предшествующей обработки подложек полупроводников
Технологические условия и устройства для химико-динамического полирования
Состояние поверхности подложки после химического полирования
Химико-механическое полирование полупроводниковых подложек
Химико-механическое полирование кремния и германия
Химико-механическое полирование полупроводниковых соединений типа АШВУ
Химико-динамическое полирование подложек из кремния и германия
Химико-динамическое полирование полупроводниковых подложек соединений типа АШВУ
Химическое травление легированного арсенида
Процесс химического полирования подложек
Совмещенная технология обработки поверхности полупроводников
Межоперационная очистка подложек
Финишная очистка подложек и соединений типа ЛШВУ
Ионно-плазменные процессы финишной очистки
Плазмохимическое травление поверхности полупроводников
Влияние качества обработки поверхности подложек
Краткие сведения об анодных процессах на полупроводниках
Анодное окисление полупроводников
Особенности анодных процессов на полупроводниках при периодическом токе
Анизотропное травление
Получение микрорельефа локальным травлением
Составы анизотропных травителей
Получение тонких пластинок и мембран
Фотохимическое травление
Выявление р-л-переходов и границ в эпитаксиальных структурах
Выявление дислокаций
 

© 2011 Разработано специально для texnlit.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.