Способ анодного окисления полупроводников типа аiii вv

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в технологии полупроводниковых приборов, в частности МДП-приборов на полупроводниках типа А^IIIВ^V. Сущность: способ осуществляется путем электрохимической полировки полупроводниковых пластин с последующим анодированием. При этом полировку и анодирование проводят в электролите одного качественного состава, не вынимая пластин из электролита. Полировку пластин антимонида индия проводят в 10N растворе КОН при токе 0,75-3,0 мА/см² в течение 10-30 минут. Затем разбавляют раствор водой до концентрации 0,1N и анодирование проводят при том же токе. Полировку пластин антимонида индия проводят в 10N растворе КОН при токе 2-5 мА/см² в течение 5-10 мин. Затем разбавляют раствор водой до концентрации 0,1N и анодирование проводят при токе 1-3 мА/см² в течение 3-5 минут. Технический результат: улучшение электрофизических параметров границы раздела полупроводник-анодный окисел. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в технологии полупроводниковых приборов, в частности МДП-приборов на полупроводниках типа А^IIIВ^V .

Современные требования, предъявляемые к многоэлементным МДП-фотоприемникам, диктуют необходимость создания диэлектриков с определенным комплексом электрофизических свойств, главными из которых являются минимальная плотность поверхностных состояний на границе полупроводник-диэлектрик, максимальная величина пробивной напряженности диэлектрика и высокая однородность этих параметров по площади полупроводниковой пластины.

Наиболее широко применяемым в настоящее время методом получения диэлектрических пленок на полупроводниках А^IIIВ^V в МДП-технологии является анодное окисление полупроводников [1].

Известно, что электрофизические свойства формируемого диэлектрика зависят от составов матричных электролитов, режимов анодного процесса, а также качества предварительной обработки поверхности полупроводников перед анодированием [2].

Известный способ анодного окисления полупроводников типа A^IIIB^V включает электрохимическую полировку полупроводниковой пластины, перенос пластины по воздуху в ванну для анодирования и последующее анодирование пластины [3].

При этом для полировки и анодирования подбираются электролиты, обеспечивающие наилучшие электрофизические параметры получаемой структуры.

Обнаружено, что на поверхности антимонида индия непосредственно после полирования при контакте с воздухом образуется слой с неконтролируемыми свойствами собственного "воздушного" окисла. Таким образом, свойства границы раздела полупроводник-диэлектрик будут частично определяться этим "воздушным" окислом, а положительное влияние специально выбранных электролитов и режимов анодирования по этой причине будет уменьшаться.

Таким образом, существующий в настоящее время способ создания активного диэлектрика на поверхности полупроводников типа А^IIIВ^V имеет принципиальный недостаток, а именно анодная пленка формируется не на чистую поверхность полупроводника, а на слой "воздушного" окисла, что ухудшает электрофизические параметры границы раздела и свойства диэлектрика.

Целью данного изобретения является улучшение электрофизических параметров границы раздела полупроводник-диэлектрик.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе анодного окисления полупроводников типа А^IIIВ ^V, включающем электрохимическую полировку и анодирование, полировку и анодирование проводят в едином технологическом цикле в электролите одного качественного состава, не вынимая пластины из электролита. При этом после полировки можно менять или концентрацию электролита и тогда анодирование необходимо проводить при электрических режимах полировки, или можно менять электрический режим процесса и тогда анодирование проводить в полирующем электролите, или можно менять и концентрации, и режим.

В предложенном способе анодирование проводится непосредственно сразу после полировки без перемены электролита и тем самым без контакта пластины с воздухом, что позволяет получить указанный положительный эффект.

В частности, электрополировка InSb осуществлялась в следующем режиме: 10N водный раствор калия едкого; плотность анодного тока около 1 мА/см², время полировки 20-30 мин, при этом скорость съема антимонида индия составляет ˜0,7 мкм/мин. После окончания полировки в сосуд с раствором калия едкого наливалась вода таким образом, чтобы раствор имел концентрацию 0,1N, после чего по стандартным режимам проводилось анодирование, например i=1 мА/см² в течение 2-3 мин.

В табл.1 приведены данные по МДП-структурам на антимониде индия, анодный диэлектрик которых получен по известному и по предлагаемому способам.

Таблица 1 Метод формирования диэлектрикаN _ss·10¹¹, см^-2 E_пр·10 ⁵, В/см% годных МДП-структур Электрохимическая полировка (10N КОН; i=1 мА/см²), анодирование в 0,1N КОН до 30 В при i=1 мА/см² 3±0,51,210 Электрополировка в 10N КОН при i=1 мА/см²+анодирование в 0,1N КОН до 30 B при i=1 мА/см² в едином цикле 2,4±0,38-1045

Предлагаемый способ может включать также электрополировку и анодирование полупроводников в одном и том же растворе, но только за счет изменения режимов электрохимического процесса. При анодировании могут также изменяться и режим, и концентрация раствора (см. табл.2).

Таблица 2 ЭлектролитРежим электрополировки Режим анодировання% годных МДП-структур 1N КОНI=10 мА/см ²i=0,1 мА/см²    τ=1 минτ=15-30 мин20-25 5N КОНi=2-5 мА/см²  30-40  τ=5-10 мин   0,1N КОН  I=1-3 мА/см²     τ=3-5 мин 

Как видно из таблиц, предложенный метод формирования диэлектрика позволяет улучшить основные электрофизические свойства изготавливаемых МДП-структур, а также увеличить однородность этих параметров по площади пластин за счет увеличения выхода годных приборов.

Источники информации

1. Л.Юнг. Анодные оксидные пленки. Л.: Энергия, 1967.

2. Авторские свидетельства СССР № 1840202, 1840203, 2006 г.

3. Алехин А.П., Бахтин П.А., Емельянов А.В. Спецэлектронная техника. Сер.: Микроэлектроника, вып. 2(3.3), 1978.

Формула изобретения

1. Способ анодного окисления полупроводников типа А^III В^V путем электрохимической полировки полупроводниковых пластин с последующим анодированием, отличающийся тем, что, с целью улучшения электрофизических параметров границы раздела полупроводник-анодный окисел, полировку и анодирование проводят в электролите одного качественного состава, не вынимая пластин из электролита,

2. Способ анодного окисления по п.1, отличающийся тем, что полировку пластин антимонида индия проводят в 10N растворе КОН при токе 0,75-3,0 мА/см² в течение 10-30 минут, затем разбавляют раствор водой до концентрации 0,1N и анодирование проводят при том же токе.

3. Способ анодного окисления по п.1, отличающийся тем, что полировку пластин антимонида индия проводят в 10N растворе КОН при токе 2-5 мА/см² в течение 5-10 мин, затем разбавляют раствор водой до концентрации 0,1N и анодирование проводят при токе 1-3 мА/см² в течение 3-5 минут.