Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути

Авторы патента:

H01L21/306 - обработка химическими или электрическими способами, например электролитическое травление (для образования диэлектрических пленок H01L 21/31; последующая обработка диэлектрических пленок H01L 21/3105)

C23F1/30 - для травления других металлических материалов

Владельцы патента RU 2619423:

Акционерное общество "НПО "Орион" (RU)

Изобретение относится к области обработки поверхности теллурида кадмия-ртути ориентации (310) химическим селективным травлением. Cостав для селективного травления теллурида кадмия-ртути содержит ингредиенты при следующем соотношении, в объемных долях: 25%-ный водный раствор оксида хрома (VI) (CrO₃) – 24, концентрированная соляная кислота (HCl) – 1, 5%-ный раствор лимонной кислоты – 8. Предложенный состав обеспечивает селективное травление теллурида кадмия-ртути с образованием треугольных ямок травления. 2 ил.

Изобретение относится к материаловедению полупроводниковых материалов и предназначено для контроля качества пластин на основе теллурида кадмия-ртути (CdHgTe), применяемых в производстве фотоприемников, в частности для выявления плотности дислокаций в слоях CdHgTe кристаллографической ориентации (310) при помощи химического селективного травления поверхности пластин.

От плотности дислокаций в полупроводниковом материале зависит качество р-n-перехода при изготовлении фотоприемных приборов. Для минимизации токов утечек, «темновых» токов в области р-n-перехода необходимо, чтобы плотность дислокаций теллурида кадмия-ртути не превышала порядка 10⁶ на см². Одним из способов контроля плотности дислокаций является селективное травление, в результате которого образуются фигуры травления на поверхности пластины (треугольники - для пластин ориентации (310)).

Целью данного изобретения является разработка состава травителя, который позволяет получать на поверхности полупроводника хорошо идентифицируемые (дифференцируемые) фигуры травления (ямки травления).

Обычно вдоль дислокационных линий происходит сегрегация примесей, находящихся в растущих слоях полупроводникового материала. Процесс селективного травления осуществляется за счет различных скоростей травления атомов примесей и собственных атомов полупроводникового материала. При этом процесс окисления и переноса атомов примесей протекает в кинетическом режиме химического травления, в то время как травление полупроводникового материала осуществляется в диффузионном режиме. Скорость растворения полупроводника в процессе химического травления зависит от характера и прочности химических связей, ширины запрещенной зоны полупроводникового соединения и т.д. Характер воздействия травителя определяется соотношением компонентов раствора между окислителем и растворителем, что обуславливает механизм физико-химического взаимодействия полупроводника с компонентами травителя.

Для растворения образующихся на поверхности оксидов целесообразно добавлять в травитель комплексообразователь (в заявляемом изобретении функцию комплексообразователя выполняет раствор лимонной кислоты). Комплексообразователь способствует растворению продуктов реакции окисления путем образования хорошо растворимых комплексных соединений. Различные органические кислоты (например, лимонная, щавелевая или d-винная), увеличивают скорость растворения полупроводникового материала в областях дислокаций, что очень важно при селективном травлении.

Для теллурида кадмия-ртути наиболее распространены травители на основе оксида хрома (VI), соляной кислоты и воды. Для случая селективного травления теллурида кадмия-ртути травитель этого состава не является оптимальным, так как приводит к дополнительному «растраву» фигур травления на поверхности, что влечет за собой невозможность визуального контроля ямок травления.

Наиболее близким к изобретению является состав для селективного травления теллурида кадмия-ртути на основе системы, например, 60 см³ 5 М раствора оксида хрома (VI), 25 см³ соляной кислоты и 90 см³ воды, где в качестве растворителей используется вода [H.F. Schaake, A.J. Lewis. Mater. Res Soc. Symp. Proc (USA), vol. 14 (1983), p. 301].

Недостатком травителя на основе такой системы является то, что при обработке в нем теллурида кадмия-ртути с ориентацией поверхности (310) «подтравы» фигур травления затрудняют получить достаточно четко идентифицируемое изображение треугольных ямок травления на поверхности пластины (фиг. 1).

На фиг. 1 представлено изображение поверхности эпитаксиальной структуры Cd_xHg_1-xTe после селективного травления в течение 45 секунд в системе: 24 об. доля CrO₃; 1 об. доля HCl; 8 об. долей H₂O, полученное на атомно-силовом микроскопе «Integra Maximus».

Задача изобретения - разработка состава для селективного травления теллурида кадмия-ртути, который обеспечивает селективное травление поверхности пластин теллурида кадмия-ртути ориентации (310) с образованием четко различимых треугольных ямок травления.

Задача решается за счет того, что состав для селективного травления теллурида кадмия-ртути, представляющий систему CrO₃-HCl, согласно формуле изобретения дополнительно содержит раствор органической (лимонной) кислоты при следующем соотношении ингредиентов, объемные доли: 25% водный раствор оксида хрома (VI) (CrO₃) - 24; концентрированная соляная кислота (HCl) - 1; 5% раствор лимонной кислоты - 8.

Таким образом, для осуществления селективного травления состав отвечает следующим требованиям:

- процесс растворения атомов примесей, сегрегирующих в местах выходов дислокаций на поверхность полупроводникового материала, протекает кинетическом режиме, поэтому процесс селективного травления поверхности в местах выхода дислокаций проходит с максимальной скоростью;

- процесс растворения полупроводникового материала осуществляется в диффузионном режиме, что позволяет избежать «подтравов» фигур травления и получить четко идентифицируемые треугольные ямки травления.

Каждый из перечисленных признаков необходим, а вместе они достаточны для решения задачи изобретения.

Сущность изобретения: для селективного травления теллурида кадмия-ртути используют раствор, имеющий содержание следующих компонентов, в объемных долях: 25% водный раствор оксида хрома (VI) (CrO₃) - 24, концентрированная соляная кислота (HCl) - 1, 5% раствор лимонной кислоты - 8.

В качестве примера осуществления изобретения приведем испытанный состав для селективного травления теллурида кадмия-ртути в составе следующих компонентов, в объемных соотношениях: 25%-ного водного раствора оксида хрома (VI) (CrO₃) - 24 об. доли; концентрированной соляной кислоты (HCl) - 1 об. доля; 5%-ного раствора органической кислоты - 8 об. долей. В качестве образцов использовались эпитаксиальные структуры теллурида кадмия-ртути кристаллографической ориентации (310). Наличие селективного эффекта травления устанавливалось наблюдением поверхности образцов после травления методом атомно-силовой микроскопии (АСМ).

Фиг. 2 показывает, что после травления эпитаксиальной структуры теллурида кадмия-ртути ориентации (310) в системе 25% раствор CrO₃ (VI) - концентрированная HCl - 5% раствор лимонной кислоты на поверхности появляются более четко идентифицируемые треугольные ямки травления, чем после травления в ранее предлагаемом травителе [H.F. Schaake, A.J. Lewis. Mater. Res. Soc. Symp. Proc (USA), vol. 14 (1983), p. 301] (Фиг. 1).

На фиг. 2 представлено изображение поверхности эпитаксиальной структуры Cd_xHg_1-xTe после селективного травления в течение 45 с в системе: 24 об. доля CrO₃; 1 об. доля HCl; 8 об. долей 5% водного раствора лимонной кислоты, полученное на атомно-силовом микроскопе «Integra Maximus».

Таким образом, предлагаемый состав позволяет получать селективный эффект на образцах теллурида-кадмия ртути кристаллографической ориентации (310).

Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути, включающий оксид хрома (VI), соляную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит раствор лимонной кислоты при следующем соотношении компонентов, в объемных долях: 25%-ный водный раствор оксида хрома (VI) (CrO₃) – 24, концентрированная соляная кислота (HCl) – 1, 5%-ный раствор лимонной кислоты – 8.

Изобретение относится к оборудованию для производства полупроводниковых приборов и может быть использовано для операции обезжиривания и отмывки пластин. Технический результат выражается в снижении себестоимости и трудоемкости процесса отмывки за счет того, что установка для отмывки пластин выполнена в виде камеры, состоящей из верхнего и нижнего отсеков, соединенных патрубком, нижний отсек камеры предназначен для растворителя, а в верхнем отсеке установлена кассета с обрабатываемыми пластинами, при этом дно верхнего отсека выполнено наклонным, в нижней точке наклонного дна расположен вход в сливной патрубок, выход которого размещен в нижнем отсеке камеры, а верхняя часть сливного патрубка расположена на уровне верхнего края пластин в кассете, камера снабжена патрубком-холодильником, расположенным в верхнем отсеке, и нагревательным элементом, расположенным под нижним отсеком.

Способ подготовки кристаллической или поликристаллической подложки под металлизацию // 2617461

Изобретение относится к радиоэлектронике, а точнее к технологии производства печатных плат. Сущность способа подготовки кристаллической или поликристаллической подложки под металлизацию заключается в том, что кристаллическую или поликристаллическую подложку стандартным образом шлифуют, на подложку наносят фоторезист, который затем засвечивают и травят, фоторезист покрывают маской и активным металлом для снятия заряда, создают внедренные дислокации, для чего выбранный металл обрабатывают потоком ионов от ионного ускорителя и после активации подложки маску и активный металл смывают жидким веществом, не реагирующим с активирующим металлом.

Состав селективного травителя для химических процессов утонения кремниевых пластин // 2615596

Изобретение относится к составам селективных полирующих травителей, используемых в процессах химического утонения эпитаксиальных кремниевых пластин при производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Устройство крепления, позиционирования и маскирования кристаллов в технологии химического утонения кремния // 2612296

Изобретение используется в технологии химического утонения кремния при производстве формирователей видеосигналов для приборов с зарядовой связью, освещаемых с обратной стороны.

Способ определения температуры пористого слоя по изменениям показателя преломления при адсорбции // 2602421

Изобретение относится к области измерений температуры тонких поверхностных слоев, в частности пористого диэлектрического слоя в химической промышленности (катализ), при изготовлении оптических и химических сенсоров, а так же в процессе криогенного травления диэлектриков в технологии микроэлектроники.

Способ изготовления чувствительных элементов датчиков концентрации газа // 2597657

Изобретение относится к изготовлению средств выявления примесей газов и определения концентрации газов в воздушной среде. Способ изготовления чувствительных элементов датчиков концентрации газа согласно изобретению включает нанесение диэлектрической пленки на лицевую сторону кремниевой подложки, формирование на пленке структуры чувствительных элементов и создание тонких диэлектрических мембран методом анизотропного травления кремниевой подложки с обратной стороны, проводимого в два этапа, первый до нанесения диэлектрической пленки, а второй после завершения всех операций формирования структуры чувствительных элементов с предварительной защитой от травителя лицевой стороны подложки, при этом первый этап травления проводят сначала в водном растворе смеси этилендиамина с пирокатехином, а затем в водном растворе гидроокиси калия, а второй этап проводят только в водном растворе смеси этилендиамина с пирокатехином.

Устройство химико-динамического травления германиевых подложек // 2589517

Изобретение относится к области электрического оборудования, в частности к устройствам химико-динамического травления. Технический результат, достигаемый в предлагаемом устройстве химико-динамического травления германиевых подложек, заключается в упрощении конструкции и улучшении однородности травления.

Водная полирующая композиция и способ химико-механического полирования подложек, имеющих структурированные или неструктурированные диэлектрические слои с низкой диэлектрической постоянной // 2589482

Изобретение направлено на новую полирующую композицию, которая особенно хорошо подходит для полирования подложек, имеющих структурированные или неструктурированные диэлектрические слои с низкой или ультранизкой диэлектрической постоянной.

Способ обработки поверхности пластин для формирования солнечных элементов // 2586266

Изобретение относится к технологии обработки поверхности полупроводниковых пластин, в частности к процессам очистки поверхности пластин между технологическими операциями, для изготовления солнечных элементов.

Способ селективного реактивного ионного травления полупроводниковой гетероструктуры // 2576412

Изобретение относится к электронной технике СВЧ. Способ селективного реактивного ионного травления полупроводниковой гетероструктуры, имеющей, по меньшей мере, последовательность слоев GaAs/AlGaAs с заданными характеристиками, включает расположение полупроводниковой гетероструктуры на подложкодержателе в реакторе системы реактивного ионного травления с обеспечением контактирования слоя арсенида галлия с плазмой технологических газов, подачу в реактор технологических газов и последующее селективное реактивное ионное травление при заданных параметрах технологического режима. В способе используют полупроводниковую гетероструктуру, имеющую слой AlGaAs толщиной не менее 10 нм, с содержанием химических элементов AlxGa1-xAs при x, равном либо большем 0,22, в качестве технологических газов используют смесь трихлорида бора и гексафторида серы при соотношении (2:1)-(9:1) соответственно, селективное реактивное ионное травление осуществляют при давлении в реакторе 2-7 Па, мощности, подаваемой в разряд 15-50 Вт, температуре подложкодержателя 21-23°С, общем расходе технологических газов 15-25 мл/мин. Технический результат - повышение выхода годных путем повышения селективности, контролируемости, воспроизводимости, анизотропии и снижения неравномерности, плотности дефектов и загрязнений на поверхности полупроводниковой гетероструктуры.

Способ осветления и удаления шлама с поверхности самарий-кобальтовых магнитных сплавов // 2618048

Изобретение относится к обработке поверхности самарий-кобальтовых магнитных сплавов после электроискровой вырезки. Способ осветления и удаления шлама с поверхности самарий-кобальтовых магнитных сплавов включает последовательную обработку с наложением ультразвуковых колебаний в водных растворах с межоперационной промывкой.

Способ удаления цинка с оцинкованной стали // 2599061

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для переработки отходов оцинкованной стали. Способ включает обработку отходов оцинкованной стали водным раствором, содержащим 250 г/л соляной кислоты и 2,5 г/л гексаметилентетрамина, в котором при температуре 10-40°С в течение 20-30 мин выдерживают отходы оцинкованной стали, после чего насыщенный цинком водный раствор сливают и извлекают стальные отходы.

Селективный травитель для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы // 2580770

Изобретение относится к технологии химической обработки металлов и предназначено для использования в производстве печатных плат с защитной паяльной маской по меди.

Состав полирующего травителя для химико-механической полировки теллурида кадмия-цинка // 2574459

Изобретение относится к материаловедению и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов. Состав полирующего травителя включает следующие компоненты: 7 объемных долей серной кислоты (98%), 1 объемную долю перекиси водорода (30%), 1 объемную долю воды, 3,5 объемных долей этиленгликоля.

Травитель для титана // 2496819

Изобретение предназначено для подготовки поверхности титана перед нанесением биоактивных покрытий на поверхность имплантата. Травитель для титановых имплантатов содержит фосфорную кислоту, окислитель и воду при следующих количественных соотношениях компонентов, мас.%: фосфорная кислота 23-65, пероксид водорода 3-30, вода - остальное.

Селективный травитель для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы // 2470093

Селективный травитель гальванических оловянно-свинцовых покрытий с медной основы // 2351689

Изобретение относится к технологии химической обработки металлов и может быть использовано в производстве двухсторонних печатных плат с защитной паяльной маской по меди.

Способ удаления жаростойкого покрытия с деталей из жаропрочных никелевых сплавов // 2339738

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационном и энергетическом турбостроении при ремонте лопаток турбин. .

Раствор для снятия оловянно-свинцовых покрытий с медной основы // 2257424

Изобретение относится к технологической обработке металлов и предназначено для использования в гальванике и производстве печатных плат. .

Раствор для травления форм высокой печати на микроцинке // 2021393

Изобретение относится к травлению металла химическими способами и может быть использовано в полиграфической промышленности для изготовления форм высокой печати, а также в любых отраслях, использующих процессы размерного травления цинка и его сплавов.

Состав полирующего травителя для химико-механической полировки теллурида кадмия-цинка // 2627711

Изобретение относится к обработке поверхности теллурида кадмия-цинка химико-механическим полирующим травлением. Предложенный состав включает серную кислоту, перекись водорода, воду, этиленгликоль и глицерин, при следующем соотношении компонентов, объемные доли: серная кислота (98%) – 7, перекись водорода (30%) – 1, вода – 1, этиленгликоль - 3,5, глицерин - 3,5. Изобретение обеспечивает полирующее травление теллурида кадмия-цинка с образованием однородной поверхности с шероховатостью в среднем не более 7 нм. 3 ил.