Способ изготовления мдп-структур на inas для многоэлементных фотоприемников

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для изготовления многоэлементных ИК-фотоприемников. Сущность изобретения: в способе изготовления МДП-структур на InAs для многоэлементных фотоприемников полупроводниковую подложку арсенида индия погружают в электролит, содержащий электропроводящий компонент, органический растворитель и фторсодержащую добавку - фторид аммония, осуществляют анодирование, создавая тонкий слой, формирующий границу раздела полупроводник-диэлектрик, затем подложку извлекают и на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика, после чего осуществляют формирование затвора. В электролите фторсодержащую добавку берут в количестве, равном от 0,1 до 15 г/л. Изобретение обеспечивает повышение качества МДП-структур за счет снижения плотности поверхностных состояний до значении порядка 1010 см-2 эВ-1 и величины встроенного заряда до значений менее 1011 см-2, обусловленного образованием на межфазной границе фторидов мышьяка и индия, а также фосфата индия. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в технологии изготовления приемников инфракрасного (ИК) излучения на InAs.

МДП-структуры на арсениде индия с собственным анодным окислом в качестве диэлектрика, как правило, характеризуются значительной величиной заряда на поверхностных состояниях и в объеме диэлектрика. Использование в качестве диэлектрика двуокиси кремния (SiO2), синтезированной при пониженных температурах порядка 200°С, не приводит к улучшению параметров МДП-структур. Типичным для всех структур является наличие гистерезиса вольтфарадных характеристик (ВФХ) инжекционного типа и смещение С-V кривых в область отрицательных значений напряжений смещения. Минимальная плотность поверхностных состояний (Nss) при этом составляет порядка 1012 см-2. Для структур InAs-SiO2 наличие данных параметров связывают с присутствием между диэлектриком SiO2 и полупроводником собственного окисного слоя, который в значительной степени определяет электрофизические параметры МДП-структур на InAs и отвечает за наличие значительного встроенного заряда на границе раздела полупроводник-диэлектрик.

В публикациях имеются сведения, касающиеся улучшения электрофизических параметров МДП-структур на полупроводниковых соединениях А3В5 с использованием в качестве подзатворного диэлектрика анодного окисла, полученного в электролитах, содержащих ионы фтора: снижение плотности поверхностных состояний (ПС) до значений порядка 5·1011 см-2 эВ-1 и встроенного в диэлектрик заряда, определяемого по напряжению плоских зон порядка 1012 см-2.

Следует отметить, что встроенный заряд определяет рабочее напряжение прибора и, соответственно, максимальный заряд, накопленный в элементе ИК-фотоприемника, работающего в режиме инжекции заряда. Подчеркнем, что анодное окисление арсенида индия с целью формирования подзатворного диэлектрика в МДП-структурах проводится при получении одиночных структур и, часто, изготовление многоэлементных приемников на основе таких структур оказывается невозможным из-за их низкой механической и химической стойкости, делающей невозможным применение в отношении данных структур методов фотолитографии с использованием агрессивных химических сред.

Известен способ изготовления МДП-структур на InAs для многоэлементных фотоприемников (В.Н.Давыдов, Е.А.Лоскутова, И.И.Фефелова. «Влияние фтора на свойства систем оксид-полупроводниковые соединения АIIIBV», Микроэлектроника, т. 15, вып.5, 1986 г., с.с.455-459), заключающийся в том, что полупроводниковую подложку погружают в электролит, содержащий органический растворитель, электропроводящий компонент и фторсодержащую добавку, и осуществляют анодирование, выращивая слой подзатворного диэлектрика, после чего осуществляют формирование затвора. При этом в качестве электролита используют 33% водный раствор аммиака в этиленгликоле, смешанный в соотношении 1:5, с фторсодержащей добавкой соли NH4F. Анодирование осуществляют в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,5 мА/см2. Затвор формируют из алюминия методом термического вакуумного напыления через маску.

К недостаткам приведенного технического решения относится невысокое качество МДП-структур. Изготавливаемым МДП-структурам свойственно наличие высокой (порядка 1011 см-2 эВ-1) плотности ПС, формирование в МДП-структурах сильно выраженных гистерезисных явлений C-V кривых, приводящее к деградации МДП-структуры после приложения отрицательных напряжений смещения больше 5 В. При этом величина встроенного заряда в диэлектрике контролируется приложенным напряжением. Инжекционная нестабильность в таких структурах при приложении электрических полей возникает из-за малых величин потенциальных барьеров для электронов и дырок на границе раздела полупроводник-диэлектрик, связанных с тем, что диэлектрическая пленка состоит из смеси окислов индия и мышьяка с шириной запрещенной зоны 2,8÷3,75 эВ и порядка 4 эВ, соответственно. Использование слоя анодного окисла в качестве подзатворного диэлектрика не удовлетворяет требованиям его диэлектрической прочности, а из-за низкой механической и химической прочности не позволяет проводить процессы фотолитографии, как правило, с использованием агрессивных химических сред, то есть изготавливать многоэлементные приборные структуры.

Известен способ изготовления МДП-структур на InAs для многоэлементных фотоприемников (Корнюшкин Н.А., Валишева Н.А., Ковчавцев А.П., Курышев Г.Л. «Влияние свойств границы раздела и глубоких уровней в запрещенной зоне на вольт-фарадные характеристики МДП-структур на арсениде индия». Физика и техника полупроводников, т. 30, вып.5, 1996 г., с.с.914-917), заключающийся в том, что полупроводниковую подложку погружают в электролит, содержащий органический растворитель, электропроводящий компонент и фторсодержащую добавку и осуществляют анодирование, создавая окисный слой, формирующий границу раздела, затем подложку извлекают и на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика, получая в результате двухслойную диэлектрическую пленку, после чего осуществляют формирование затвора. При этом в качестве электролита используют концентрированный раствор аммиака в этиленгликоле в соотношении 1:5 по объему с фторсодержащей добавкой фторида аммония. Анодирование осуществляют в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,5 мА/см2, При анодировании выращивают сверхтонкую (менее 15 нм) анодную окисную пленку. После извлечения подложки из электролита ее промывают, высушивают и осаждают слой двуокиси кремния толщиной 140 нм (ширина запрещенной зоны более 8 эВ). Затвор формируют из слоя окиси индия методом взрывной фотолитографии.

К недостаткам приведенного технического решения относится невысокое качество МДП-структур. Изготавливаемым МДП-структурам свойственно наличие высокой величины встроенного заряда на границе раздела (порядка 5÷6×1011 см-2). В данном случае для создания окисного слоя, формирующего границу раздела, посредством анодирования использован водный щелочной электролит. Анодные окислы, полученные в таком электролите, содержат значительное количество гидроксильных групп, которые, являясь окислителем в процессе анодирования, встраиваются в растущую пленку и могут являться причиной полевой нестабильности МДП-структур. Кроме того, кислотность используемого электролита оказывает значительное влияние на соотношение As:In. С ростом рН увеличивается растворимость окислов As и, соответственно, уменьшается отношение As:In. Низкое значение отношения As:In из-за растворения окислов мышьяка обуславливает наличие большой переходной области полупроводник-диэлектрик.

Известен способ изготовления МДП-структур на InAs для многоэлементных фотоприемников (А.с. СССР №1840172, МПК: 8 H01L 21/316), заключающийся в том, что полупроводниковую подложку погружают в электролит, содержащий органический растворитель, электропроводящий компонент и фторсодержащую добавку, затем подают на пластину электрическое напряжение и осуществляют анодирование, создавая окисный слой, формирующий границу раздела, затем подложку извлекают, помещают ее во второй электролит, содержащий то же количество органического растворителя и электропроводящего компонента, что и первый, но без фторсодержащей добавки, и проводят анодирование, выращивая слой диэлектрика, на тонком слое, формирующем границу раздела, после чего осуществляют формирование затвора. Анодирование в обоих электролитах осуществляют в квазивольтстатическом режиме, до определенного заданного напряжения формовки, равного одному и тому же значению для обоих электролитов. В качестве органического растворителя используют диметилформамид, в качестве фторсодержащей добавки - аммоний фтористый в количестве 1,6÷1,8 вес.%, в качестве электропроводящего компонента - кислоту пирофосфорную в количестве 1,5 вес.% в диметилформамиде. Затвор формируют из алюминия методом термического вакуумного напыления через маску.

К недостаткам приведенного технического решения относится невысокое качество МДП-структур. Изготавливаемым МДП-структурам свойственно наличие высокой (порядка 1011 см-2 эB-1) плотности ПС, формирование в МДП-структурах сильно выраженных гистерезисных явлений C-V кривых, приводящее к деградации МДП-структуры после приложения отрицательных напряжений смещения больше 5 В. Инжекционная нестабильность в таких структурах при приложении электрических полей возникает из-за малых величин потенциальных барьеров для электронов и дырок на границе раздела полупроводник-диэлектрик, связанных с тем, что диэлектрическая пленка состоит из смеси окислов индия и мышьяка с шириной запрещенной зоны 2,8-3,75 эВ и порядка 4 эВ, соответственно. Использование слоя анодного окисла в качестве подзатворного диэлектрика не удовлетворяет требованиям его диэлектрической прочности, а из-за низкой механической и химической прочности не позволяет проводить процессы фотолитографии, как правило, с использованием агрессивных химических сред, то есть изготавливать многоэлементные приборные структуры.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ изготовления МДП-структур на InAs для многоэлементных фотоприемников (Курышев Г.Л., Ковчавцев А.П., Базовкин В.М., Валишева Н.А. и др. «Матричные фотоприемные устройства инфракрасного диапазона». / Под. ред. С.П.Синицы, г.Новосибирск, «Наука», 2001 г., с.с.67-78), заключающийся в том, что полупроводниковую подложку погружают в электролит, содержащий органический растворитель, электропроводящий компонент и фторсодержащую добавку и осуществляют анодирование, создавая окисный слой, формирующий границу раздела, затем подложку извлекают и на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика, получая в результате двухслойную диэлектрическую пленку, после чего осуществляют формирование затвора. При этом в качестве электролита используют концентрированный раствор аммиака в этиленгликоле в соотношении 1:5 по объему с фторсодержащей добавкой фторида аммония. Анодирование осуществляют при комнатной температуре в двухэлектродной ячейке в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,5 мА/см2. В качестве диэлектрика используют двуокись кремния (SiO2), выращивание слоя диэлектрика толщиной 140 нм проводят посредством окисления моносилана в кислороде в реакторе пониженного давления (РПД) при температуре 200-240°С. Затвор формируют из слоя In2O3 толщиной 120 нм методом взрывной фотолитографии.

К недостаткам приведенного технического решения относится невысокое качество МДП-структур. Изготавливаемым МДП-структурам свойственно высокое значение напряжения плоских зон отрицательного знака (более 4-5 В), что требует использования отрицательных рабочих напряжений более 12 В. В данном случае для создания окисного слоя, формирующего границу раздела, посредством анодирования использован водный щелочной электролит. Анодные окислы, полученные в таком электролите, содержат значительное количество гидроксильных групп, которые, являясь окислителем в процессе анодирования, встраиваются в растущую пленку и могут являться причиной полевой нестабильности МДП-структур. Кроме того, кислотность используемого электролита оказывает значительное влияние на соотношение As:In. С ростом рН увеличивается растворимость окислов As и, соответственно, уменьшается отношение As:In. Низкое значение отношения As:In из-за растворения окислов мышьяка обуславливает наличие большой переходной области полупроводник-диэлектрик.

Техническим результатом изобретения является повышение качества МДП-структур для многоэлементных фотоприемников.

Технический результат достигается в способе изготовления МДП-структур на InAs для многоэлементных фотоприемников, заключающемся в том, что полупроводниковую подложку погружают в электролит, содержащий органический растворитель, электропроводящий компонент и фторсодержащую добавку, фторсодержащую добавку берут в количестве, равном от 0,1 до 15 г/л, и осуществляют анодирование, создавая слой, формирующий границу раздела, затем подложку извлекают и на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика, получая в результате двухслойную диэлектрическую пленку, после чего осуществляют формирование затвора.

В способе используют безводный кислотный электролит или водный щелочной электролит.

В способе в электролите в качестве электропроводящего компонента используют компонент кислотного характера или щелочного характера.

В способе в электролите в качестве электропроводящего компонента используют ортофосфорную кислоту, а в качестве органического растворителя используют изопропиловый спирт и глицерин.

В способе в качестве фторсодержащей добавки используют фторид аммония.

В способе ортофосфорная кислота, изопропиловый спирт и глицерин взяты в соотношении 5:65:30 по объему.

В способе осуществляют анодирование в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,1 мА/см2.

В способе слой, формирующий границу раздела, выращивают толщиной от 10 до 15 нм.

В способе на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика SiO2, являющегося химически инертным и обеспечивающего высокие диэлектрические свойства двухслойной диэлектрической пленке, толщиной 140 нм в реакторе пониженного давления при 220°С.

В способе затвор формируют методом взрывной литографии, в качестве материала затвора используют слой окиси индия толщиной 120 нм, полученный ионно-плазменным напылением.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми таблицами, иллюстрирующими влияние концентрации фторсодержащей добавки NH4F на параметры МДП-структур, изготовленных с использованием: а) безводного кислотного электролита и б) водного щелочного электролита для создания тонкого (15 нм) слоя анодного окисла, формирующего границу раздела.

В предлагаемом изобретении достижение технического результата базируется на использовании для создания анодным окислением слоя, формирующего границу раздела, кислотного безводного электролита, содержащего ортофосфорную кислоту, изопропиловый спирт и глицерин, с фторсодержащей добавкой фторида аммония, взятой в весовом количестве, обеспечивающем снижение плотности поверхностных состояний и величины встроенного заряда в диэлектрической пленке. Указанное весовое количество составляет от 0,1 до 15 г/л (0,01÷0,15 вес.%), а ортофосфорная кислота, изопропиловый спирт и глицерин взяты в соотношении 5:65:30 по объему. Повышение качества МДП-структур для многоэлементных ИК-фотоприемников обеспечивается за счет существенного снижения рабочих напряжений, напряжений плоских зон в результате компенсации (снижения) величины встроенного заряда до величин менее 1011 см-2. Также, в частном случае, повышение качества МДП-структур достигается и при использовании водного щелочного электролита, приведенного в ближайшем техническом решении, содержащего весовое количество фторсодержащей добавки из указанного интервала.

Как известно, при анодном окислении полупроводниковых соединений А3В5 протекают два конкурирующих процесса - рост окисла и его растворение. Причем соотношение скоростей этих процессов и, следовательно, состав и свойства образующихся анодных окисных слоев, сильно зависят от значения рН. Кислотность электролита оказывает существенное влияние на отношение As:In в окисле. С ростом рН увеличивается растворимость окислов мышьяка и, соответственно, уменьшается соотношение As:In в окисном слое (Р.S.Schmuki, G.I.Sproule, J.A.Bardwell, Z.H.Lu, M.J.Graham J.Appl. Physics, 79, p.7303, (1996)) и, наоборот, при повышении кислотности электролита (уменьшении рН) наблюдается увеличение растворения Ln2О3 (Maria Faur, Mircea Faur, D.Т.Jayne, M. Goradia, C. Goradia Surface and Interface Analysis, 15, p.641 (1990)).

Проведенное исследование влияния состава электролита без добавки фторида аммония на вольт-фарадные характеристики (ВФХ) МДП-структур InAs-SiO2 - In2O3 с тонким анодным слоем (15 нм) не выявило существенных различий в электрофизических свойствах МДП-структур, изготовленных с использованием безводного кислотного и водного щелочного электролита. Характер электропроводящего компонента и взятый растворитель не оказывают какого-либо заметного влияния на качество границы раздела полупроводник-диэлектрик. Как в одном, так и в другом случаях МДП-структуры характеризуются большой величиной встроенного заряда и плотностью поверхностных состояний.

Заметное отличие в электрофизических свойствах МДП-структур и, следовательно, их качестве выявляется при добавлении в электролиты фторида аммония. В обоих случаях имеет место формирование границы раздела InAs-анодный окисел с минимально возможной плотностью поверхностных состояний и заряда. Однако концентрационные зависимости (см. чертеж, таблицы а) и б)) указанных параметров в случаях использования безводного кислотного и щелочного электролитов существенно отличаются. В случае безводного кислотного электролита эти параметры достигаются при значительно меньших количествах фторсодержащей добавки, причем минимальная величина плотности поверхностных состояний достигается во всем диапазоне исследованных концентраций, а заряда - при концентрациях фторида аммония в электролите более 2,5 г/л. Максимальное значение концентрации NH4F в кислотном электролите (см. чертеж, таблица а)) определяется особенностями формирования окисной пленки: при более высоких значениях концентрации фторида аммония скорость растворения формируемого окисла превалирует над скоростью его образования, что приводит к невозможности формирования окисной пленки. Для водного щелочного электролита минимальная плотность ПС (Nss<5,0·1010 см-2 эВ-1) наблюдается при концентрации NH4F, равной 12 г/л, а для остальных значений выделенного диапазона концентраций фторида аммония (0,48÷36,0 г/л) плотность ПС более 1011 см-2 эВ-1.

Отличия во влиянии концентрации фторсодержащей добавки в электролитах имеют место также в отношении напряжения плоских зон (UFB) и гистерезиса (ΔUFB) вольтфарадных характеристик (чертеж, таблицы а) и б)).

В случае МДП-структур, изготовленных с использованием щелочного электролита, сначала UFB с увеличением концентрации NH4F уменьшается, затем, начиная с концентраций 24 г/л, практически не изменяется. В случае изготовления МДП-структур с использованием кислотного безводного электролита уменьшение величины UFB наблюдается до максимально возможных концентраций NH4F (15 г/л), при которых еще возможно формирование окисного слоя.

МДП-структуры с анодным окислом, сформированным в кислотном электролите, характеризуются меньшим пороговым напряжением (-0,10÷-0,15 В), по сравнению с МДП-структурами с анодным окислом, сформированным в щелочном электролите (-3,8--4 В). Для получения минимальной величины UFB при использовании безводного кислотного электролита со фторсодержащей добавкой, ее требуется примерно в три раза меньше (7,5 г/л), чем в случае щелочного (24 г/л).

В отношении величины гистерезиса (таблицы а) и б)), в обоих случаях вначале наблюдается ее снижение с увеличением концентрации NH4F, для кислотного электролита - до концентрации 2,5 г/л, а для щелочного электролита - до концентрации 12 г/л, включительно. При развертке до -15 В гистерезис при оптимальных концентрациях NH4F для кислотного электролита в несколько раз меньше, чем для щелочного электролита.

Таким образом, введение в водный щелочной и безводный кислотный электролиты ионов фтора для выращивания слоя, формирующего границу раздела, перед нанесением подзатворного диэлектрика РПД-SiO2 приводит к необратимому изменению свойств межфазной границы раздела и приповерхностного слоя полупроводника. Влияние ионов фтора заключается в устранении оборванных связей атомов на поверхности подложки за счет образования связей с ионами фтора. По нашему мнению, радикальное изменение плотности поверхностных состояний обусловлено образованием в приповерхностном слое пятивалентного мышьяка в виде оксифторида и фторидов индия. Образование на межфазной границе пятивалентного мышьяка в виде оксифторида устраняет источник поверхностных состояний - неподеленную пару электронов трехвалентного мышьяка в AS2O3 (Валишева Н.А., Левцова Т.А., Логвинский Л.М., Ковчавцев А.П., Курышев Г.Л., Петренко А.З., Петренко И.П. «Влияние фтора на границу раздела анодный оксид - арсенид индия». Поверхность, 1999 г., №11, с.с.53-58).

Общей особенностью для рассматриваемых кислотного и щелочного электролитов является то, что ионы фтора способствуют окислению мышьяка до пятивалентного состояния, что обеспечивает снижение плотности поверхностных состояний. Однако в случае кислотного электролита, содержащего в качестве электропроводящего компонента ортофосфорную кислоту, из-за образования наряду с фторидами на межфазной границе и в окисле еще и фосфата индия в процессе анодного окисления требуется значительно меньшее количество NH4F.

Пример 1.

Для создания слоя, формирующего границу раздела, приготавливают электролит. Фторид аммония в количестве 0,1 г/л растворяют в изопропиловом спирте при перемешивании на магнитной мешалке. После полного растворения к изопропиловому спирту добавляют глицерин в объемном отношении 65:30. Перемешивают смесь на магнитной мешалке от 10 минут. Добавляют концентрированную (85%) ортофосфорную кислоту в количестве, обеспечивающем получение смеси в соотношении 65:30:5. Перемешивают раствор в течение 3 часов. Образовавшийся осадок отфильтровывают через фильтровальную бумагу. Готовый электролит выстаивают не менее 6 часов.

Полупроводниковую подложку (автоэпитаксиальная структура InAs-InAs (n-n+) с концентрацией электронов в эпитаксиальном слое порядка 1015 см-3) обезжиривают в растворе моноэтаноламина с перекисью водорода, промывают водой и сушат в парах изопропилового спирта.

Полупроводниковую подложку погружают в приготовленный электролит, содержащий органический растворитель, электропроводящий компонент и фторсодержащую добавку, и осуществляют анодирование, создавая слой, формирующий границу раздела, толщиной 15 нм. Окисляемая подложка является анодом, а в качестве катода используют пластину платины. Генератором тока служит потенциостат ПИ-5-1.1. Подложку анодируют при комнатной температуре без дополнительного освещения в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,1 мА/см2 и напряжении формовки 13,2 В.

Затем подложку извлекают и на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика, получая в результате двухслойную диэлектрическую пленку. В качестве слоя подзатворного диэлектрика выращивают слой SiO2, являющегося химически инертным и обеспечивающего высокие диэлектрические свойства двухслойной диэлектрической пленке, толщиной 140 нм в реакторе пониженного давления при температуре 220°С.

После чего осуществляют формирование затвора. В качестве материала затвора используют слой окиси индия толщиной 120 нм, полученный ионно-плазменным напылением. Площадку затвора формируют методом взрывной литографии.

Пример 2.

Для создания слоя, формирующего границу раздела, приготавливают электролит. Фторид аммония в количестве 2,5 г/л растворяют в изопропиловом спирте при перемешивании на магнитной мешалке. После полного растворения к изопропиловому спирту добавляют глицерин в объемном отношении 65:30. Перемешивают смесь на магнитной мешалке 15 минут. Добавляют концентрированную (85%) ортофосфорную кислоту в количестве, обеспечивающем получение смеси в соотношении 65:30:5. Перемешивают раствор в течение 3 часов. Образовавшийся осадок отфильтровывают через фильтровальную бумагу. Готовый электролит выстаивают не менее 6 часов.

Полупроводниковую подложку (автоэпитаксиальная структура InAs-InAs (n-n+) с концентрацией электронов в эпитаксиальном слое порядка 1015 см-3) обезжиривают в растворе моноэтаноламина с перекисью водорода, промывают водой и сушат в парах изопропилового спирта.

Полупроводниковую подложку погружают в приготовленный электролит, содержащий органический растворитель, электропроводящий компонент и фторсодержащую добавку, и осуществляют анодирование, создавая слой, формирующий границу раздела, толщиной 10 нм. Окисляемая подложка является анодом, а в качестве катода используют пластину платины. Генератором тока служит потенциостат ПИ-5-1.1. Подложку анодируют при комнатной температуре без дополнительного освещения, в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,1 мА/см2 и напряжении формовки 9,0 В.

Затем подложку извлекают и на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика, получая в результате двухслойную диэлектрическую пленку. В качестве слоя подзатворного диэлектрика выращивают слой SiO2, являющегося химически инертным и обеспечивающего высокие диэлектрические свойства двухслойной диэлектрической пленке, толщиной 140 нм в реакторе пониженного давления при температуре 220°С.

После чего осуществляют формирование затвора. В качестве материала затвора используют слой окиси индия толщиной 120 нм, полученный ионно-плазменным напылением. Площадку затвора формируют методом взрывной литографии.

Пример 3.

Для создания слоя, формирующего границу раздела, приготавливают электролит. Фторид аммония в количестве 15 г/л растворяют в изопропиловом спирте при перемешивании на магнитной мешалке. После полного растворения к изопропиловому спирту добавляют глицерин в объемном отношении 65:30. Перемешивают смесь на магнитной мешалке 13 минут. Добавляют концентрированную (85%) ортофосфорную кислоту в количестве, обеспечивающем получение смеси в соотношении 65:30:5. Перемешивают раствор в течение 3 часов. Образовавшийся осадок отфильтровывают через фильтровальную бумагу. Готовый электролит выстаивают не менее 6 часов.

Полупроводниковую подложку (автоэпитаксиальная структура InAs-InAs (n-n+) с концентрацией электронов в эпитаксиальном слое порядка 1015 см-3) обезжиривают в растворе моноэтаноламина с перекисью водорода, промывают водой и сушат в парах изопропилового спирта.

Полупроводниковую подложку погружают в приготовленный электролит, содержащий органический растворитель, электропроводящий компонент и фторсодержащую добавку, и осуществляют анодирование, создавая слой, формирующий границу раздела, толщиной 12 нм. Окисляемая подложка является анодом, а в качестве катода используют пластину платины. Генератором тока служит потенциостат ПИ-5-1.1. Подложку анодируют при комнатной температуре без дополнительного освещения в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,1 мА/см2 и напряжении формовки 10,8 В.

Затем подложку извлекают и на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика, получая в результате двухслойную диэлектрическую пленку. В качестве слоя подзатворного диэлектрика выращивают слой SiO2, являющегося химически инертным и обеспечивающего высокие диэлектрические свойства двухслойной диэлектрической пленке, толщиной 140 нм в реакторе пониженного давления при температуре 220°С.

После чего осуществляют формирование затвора. В качестве материала затвора используют слой окиси индия толщиной 120 нм, полученный ионно-плазменным напылением. Площадку затвора формируют методом взрывной литографии.

Пример 4.

Для создания слоя, формирующего границу раздела, приготавливают электролит. Фторид аммония в количестве 12 г/л растворяют в концентрированном растворе аммиака, перемешивая на магнитной мешалке. Затем добавляют этиленгликоль до достижения соотношения концентрированного аммиака в этиленгликоле 1:5. Перемешивают раствор в течение 3 часов. Образовавшийся осадок отфильтровывают через фильтровальную бумагу. Готовый электролит выстаивают несколько часов.

Полупроводниковую подложку (автоэпитаксиальная структура InAs-InAs (n-n+) с концентрацией электронов в эпитаксиальном слое порядка 1015 см-3) обезжиривают в растворе моноэтаноламина с перекисью водорода, промывают водой и сушат в парах изопропилового спирта.

Полупроводниковую подложку погружают в приготовленный электролит, содержащий органический растворитель, электропроводящий компонент и фторсодержащую добавку, и осуществляют анодирование, создавая слой, формирующий границу раздела, толщиной 12 нм. Окисляемая подложка является анодом, а в качестве катода используют пластину платины. Генератором тока служит потенциостат ПИ-5-1.1. Подложку анодируют при комнатной температуре без дополнительного освещения, в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,25 мА/см2 и напряжении формовки 9,6 В.

Затем подложку извлекают и на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика, получая в результате двухслойную диэлектрическую пленку. В качестве слоя подзатворного диэлектрика выращивают слой SiO2, являющегося химически инертным и обеспечивающего высокие диэлектрические свойства двухслойной диэлектрической пленке, толщиной 140 нм в реакторе пониженного давления при температуре 220°С.

После чего осуществляют формирование затвора. В качестве материала затвора используют слой окиси индия толщиной 120 нм, полученный ионно-плазменным напылением. Площадку затвора формируют методом взрывной литографии.

1. Способ изготовления МДП-структур на InAs для многоэлементных фотоприемников, заключающийся в том, что полупроводниковую подложку погружают в электролит, содержащий органический растворитель, электропроводящий компонент и фторсодержащую добавку, и осуществляют анодирование, создавая слой, формирующий границу раздела, затем подложку извлекают и на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика, получая в результате двухслойную диэлектрическую пленку, после чего осуществляют формирование затвора, отличающийся тем, что фторсодержащую добавку берут в количестве, равном от 0,1 до 15 г/л.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют безводный кислотный электролит или водный щелочной электролит.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в электролите в качестве электропроводящего компонента используют компонент кислотного характера или щелочного характера.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в электролите в качестве электропроводящего компонента используют ортофосфорную кислоту, а в качестве органического растворителя используют изопропиловый спирт и глицерин.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в электролите в качестве электропроводящего компонента используют ортофосфорную кислоту, а в качестве органического растворителя используют изопропиловый спирт и глицерин.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фторсодержащей добавки используют фторид аммония.

7. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что ортофосфорная кислота изопропиловый спирт и глицерин взяты в соотношении 5:65:30 по объему.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют анодирование в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,1 мА/см2.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой, формирующий границу раздела, выращивают толщиной от 10 до 15 нм.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что на тонком слое, формирующем границу раздела, выращивают слой диэлектрика SiO2, являющегося химически инертным и обеспечивающего высокие диэлектрические свойства двухслойной диэлектрической пленке, толщиной 140 нм в реакторе пониженного давления при 220°С.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что затвор формируют методом взрывной литографии, в качестве материала затвора используют слой окиси индия толщиной 120 нм, полученный ионно-плазменным напылением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для изготовления датчиков скорости потока газа и жидкости в аэродинамике, химии, биологии и медицине.

Изобретение относится к области неорганической химии, конкретно к легированным марганцем тройным арсенидам кремния и цинка, расположенным на монокристаллической подложке кремния, которые могут найти применение в устройствах спинтроники, для инжекции электронов с определенным спиновым состоянием.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при изготовлении миниатюрных полупроводниковых магнитодиодов для измерительных устройств, основанных на применении гальвано-магнитных принципов преобразования информации.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов на основе арсенида галлия. .

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении приборов на основе арсенида галлия. .

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении микроактюаторов, микрофонов, полевых транзисторов, электретных элементов и др.

Изобретение относится к области силовой полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении тиристоров. .

Изобретение относится к технологии изготовления кремниевых приборов и интегральных схем, в частности, к способам изготовления приборов с использованием эпитаксиального наращивания кремния в атмосфере водорода.

Изобретение относится к технологии изготовления биполярных планарных транзисторов с полным диффузионным эмиттером. .
Изобретение относится к области создания композитов с улучшенной токонесущей способностью и может быть использовано, в частности, для создания обмоток сверхпроводящих магнитов.
Изобретение относится к области создания композиционных сверхпроводников с улучшенной токонесущей способностью и может быть использовано, в частности, для создания обмоток сверхпроводящих магнитов.

Изобретение относится к огнетеплозащитным покрытиям и может быть использовано в ракетной технике для нанесения на внутреннюю поверхность сопла ракетного двигателя.

Изобретение относится к нанотехнологии, а именно к получению наноразмерных частиц халькогенидных материалов, используемых в приемниках излучения, солнечных элементах, волноводах, лазерных окнах, видиконах и в других функциональных элементах электронных устройств и приборов.

Изобретение относится к непрерывной разливке нанокристаллических заготовок. .

Изобретение относится к области органической и аналитической химии, а также материаловедению и может быть использовано как в хроматографии для разделения рацематов оптически активных соединений, так и для выделения индивидуальных изомеров и контроля энантиомерной чистоты (например, аминокислот, пестицидов и биологически активных соединений).

Изобретение относится к устройствам для производства углеродных нанотрубок. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению образцов для определения оптимального состава твердого сплава. .

Изобретение относится к процессам химической обработки полупроводниковых пластин и может быть использовано для создания кремниевых подложек с наноразмерной структурой, применимых в качестве эмиттеров ионов в аналитических приборах и для создания светоизлучающих устройств.

Изобретение относится к микроструктурным технологиям, а именно к нанотехнологии, в частности к способу получения волокнистых углеродных наноматериалов, состоящих из углеродных нанотрубок, методом химического осаждения из газовой фазы.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для изготовления многоэлементных ИК-фотоприемников

Наверх