СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯРНЫХ ГРАНЕЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ Российский патент 1998 года по МПК G01N13/00 

Изобретение относится к технологии материалов электронной техники, в частности к способам определения полярных граней полупроводниковых соединений типа A^IIIB^V (InSb, GaSb, InAs, GaAs, InP и Gap) и может быть использовано для ориентации монокристаллических слитков и пластин.

Известен способ определения полярных граней полупроводниковых соединений A^IIIB^V методом дифракции медленных электронов [1], для чего исследуется зависимость интенсивности дифрагированного луча от энергии падающего пучка на различных гранях кристалла (III)A и (III)B.

Недостатками данного способа являются: необходимость иметь довольно сложное оборудование; невозможность применения способа для объемных кристаллов большой длины (не позволяет рабочая камера аппаратуры); невозможность использования в качестве экспресс-анализа; поверхности кристаллов для исследования необходимо специально готовить бомбардировкой положительными ионами аргона с последующим отжигом (для получения четкой дифракционной картины требуется несколько циклов бомбардировки и отжига).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, основанный на различной реакционной способности граней (III)A и (III)B [2] , который заключается в травлении полупроводниковых соединений A^IIIB^V в различных травителях и сравнении при этом скоростей растворения граней (III)A и (III)B.

Недостатками данного способа являются: при анализе происходит растворение полупроводников с соответствующим нарушением поверхностного слоя (покрывается ямками травления; для практического использования пластин полупроводников после такого анализа приходится вновь подвергать их различным видам обработки: шлифовке, полировке, травлению в полирующих травителях и т. д. ); при анализе ямок травления и идентификации по ним граней (III)A и (III))B под микроскопом требуется специальная профессиональная подготовка; требуется специальная аппаратура.

Изобретение направлено на упрощение способа определения полярных граней полупроводниковых соединений A^IIIB^V.

Это достигается тем, что фотографируют каплю раствора на каждой грани монокристалла полупроводникового соединения, обмеряют краевые углы смачивания и сравнивают их между собой.

Способ осуществляют следующим образом. Вырезанную пластинку от монокристалла, например, GaAs, предварительно подвергают шлифовке и полировке, последовательно меняя шлифовки от M 20 до M 3 (точно таким же образом можно готовить торцы слитка выращенного монокристалла). Промывают деионизированной водой и спиртом. Образец (в виде пластинки или слитка) размещают так, чтобы обеспечить строгую горизонтальность исследуемой поверхности. На анализируемую поверхность в центр помещают каплю специальной жидкости (пример использования таких жидкостей, найденных экспериментально, приведен в таблице) диаметром 3 - 5 мм (меньший размер трудно обмерять, а больший - ведет к расходу реагента, не повышая при этом точности измерения). Проводят фотографирование капли (можно для упрощения проводить проектирование увеличенного изображения на экран с последующим непосредственным измерением краевых углов смачивания) и после по негативам проводят измерение краевых углов смачивания. Переворачивают образец и повторяют указанный процесс для его обратной стороны. Полученные значения краевых углов смачивания на двух сторонах образца сравнивают между собой. Большие значения краевых углов смачивания θ соответствуют грани (III)A, составленной из атомов Ga (In, Al), а меньшие значения величины θ соответствуют грани (III)B, составленной из атомов P (As, Sb).

В качестве примера ряд значений краевых углов смачивания полупроводниковых соединений A^IIIB^V граней (III)A и (III)B приведен в таблице. В качестве смачивающих жидкостей использованы глицерин и этиленгликоль.

Предложенный способ обеспечивает определение полярных граней полупроводниковых соединений A^IIIB^V без разрушения исследуемых поверхностей. Для реализации способа не нужно иметь специальной подготовки и сложного оборудования. При реализации предложенного способ образец не разрушается и может быть использован для других целей, в том числе - технологических.

Использование: в технологии получения полупроводниковых материалов для определения полярных граней полупроводниковых соединений типа A^IIIB^V (GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, InSb) и в частности при ориентации монокристаллических слитков и пластин. Сущность изобретения: фотографируют каплю раствора на каждой грани монокристалла полупроводникового соединения, затем обмеряют краевые углы смачивания и сравнивают их между собой. По абсолютной величине углов определяют грани (III)A и (III)B. 1 табл.

Способ определения полярных граней полупроводниковых соединений A^III B^V, отличающийся тем, что фотографируют каплю раствора на каждой грани монокристалла соединения, обмеряют краевые углы смачивания и сравнивают их между собой.