Полирующий травитель для антимонида индия Советский патент 1983 года по МПК C30B33/00 C30B29/40 

сд

;о

о. :А: со Изобретение относится к полупроводниковой технологии и, в частност может быть использовано при создани полупроводниковых приборов с гомогетероп еходами. Известен травитель для обработки поверхности полупроводников, в част ности антимонида индия, содержащий винную и плавиковую кислоты и в к чвстве окислителя перекись водорода и азотную К11слоту 1 . Недостатками этого травителя являются возможность образования окис ного слоя при травлении поверхности из-за того, что скорость окисления может превьпяать скорость растворени продуктов реакции, а также слишком высокая скорость травления, усложня «яцая технологию обработки. Наиболее близким к изобретению я ляется полирующий травитель для обр ботки антимонида индия, включающий плавиковую кислоту и окислитель, в качестве которого используется азот ная кислота. Кроме того, травитель содержит, уксусную кислоту при объем ном соотношении компонентов 3:5:3 Щ Недостатком известного травителя является обра.зование неровности по«ерхностй после травления вследстви выделения газообразной закиси азота На месте образования пузырьков газа травление временно прекращается, чт при большой скорости травления приводит к созданию неровностей (типа апельсиновой корки) . . Кроме того, очень высокая скорос /травления (около 800 мкм/мин) не позволяет контролировать малые тоЯщины удаляемых слоев, Цель изобретения - улучшение ка чества обработки по.верхности и сниж ние скорости травления Поставленная цель достигается тем, что травитель для антимонида индия, содержащий концентрировайную плавиковую кислоту и окислитель, дополнительно содержит 7,610,4%-ный водный раствор щавелевой кислоты и в качестве окислителя перекись водорода и концентри ровайную серную кислоту при следующем соотношении компрнентов, об.ч.ч Плавиковая кислота Перекись водорода О , ,5 Серная кислота 2-4 7,6-10,4%-ныЙ водный раствор Ща;велевой кислоты. 0,5-1,5Азотная кйслоФа является сильным окислителем дйя антимонида индия, ее присутствие в травйтеле обусдавлнвает высокую скорость травления, и образование газообразных продуктов реакции. . S качестве окислителя в травитал вводят перекись водорода совместно с серной кислотой, что приводит к образованию в растворе перекисного йоединения Предлагаемое соотуношение объемов , серной кислоты и перекиси водорода (2-4) и (о, 3-1,5) обеспечивает окисление компонентов антимонИда индия до катионов. При снижении концентрации серной кислоты ниже указанной величины концентрация H,2SO5 . йедостаточна для под держания необходимого потенциала окисления. При повышении концентраци. серной кислоты в травителе выше 4 об,ч, происходит уменьшение концентрации перекиси водорода, в результа в чего сурьма и, например, мышьяк не окисляются. Тот же результат получается при снижении концентрации перекиси водорода ниже 0,3 об.ч. Увеличение концентрации перекиси водорода выше 1,5 об.ч. приводит к чрезмерному ув«гличению скорости травления и ухуди ению качества поверхности. плавиковая ки слота служит для об.разования комплексов с ионами5Ъ(9ЬГ4). В предлагаемом травителе концентрация о иь-ом га а плавиковой кислоты увеличена по. сравнению с известньлм. Ее содержание в пределах 2-4 об.ч. создает необходимую концентрацию ионов F . Увеличение концентрации плавиковой кислоты выше 4 об.ч. приводит к нежелательному снижению концентрации окислителя. Щавелевая кислота является ког«тлексообразователем для ионов1ц . Кроме того, ее присутствие необходимо для снижения скорости травления. Увеличение ее содержания выше 1,5 об.ч. приводит к нежелательному уменьшению концентрации окислителя. Уменьшение количества щавелевой кислоты ниже 0,5 об.ч. приводит к увеличению скорости травления и неполному связыванию в комплексы ионов 1ь . Указанные предетал концентрации водного раствора щавелевой кислоты (7,6-10,4 вес.%) обеспечивают описанное действие травителя и установлеша в связи с зависимостью растворитсти кристаллической щавелевой {сйсяюты от температуры. Нижний предел - это растворимость щавелевой кислоты при , а верхний - при , Интервал темпр.ратур 17-25°С ЯЕг,Л8ется наиболее характерным для производственных помещений. Колебания концентрации в указанных пределах не:влияют на качество поверхности и практически не влияют на скорость травления. П р и м е р 1. Для приготовления травителя использовали стандартные .кислоты: плавиковую ч.д.а.- (гоСТ 10484-бЗ) , перекись водорода х.ч. (гост 109929-64) , серную ч.д.а. чГОСТ 4204-77), щавелевую ч.д.а. (1Ч)СТ: 5873-68) .

Предварительно готовили насыщенный при 20 С водный раствор щавелевой кислоты с концентрацией 8,бвес.% ,С помощью мерного цилиндра отмеряли 4 см плавиковой, 1,5 смЗ щавелевой и 4 смЗ серной кислот и 1,5 смЗ перекиси- водорода. Отмеренные объе1«2 смешивали во фторопластовом стакане. Пластину монокристалла, подвергаемого травлению, после взвешивания с точностью до 0,5 мг на аналитических весах ВЛА-200Г-М обезжиривали и наклеивали на кварцевую пластину с помощью пициина, затем помещали кварцевой пластиной вниз на дно фторопластового стакана. Травление производили в течение 60 мин при вращении. По изменению веса пластины до и после травления вычисляли скорость травления. При таком составе травителя поверхность монокристалла гладкая, блестящая, с величиной микронеровностей менее :t 0,05 мкм, скорость травления антимонида индия 9 мкм/мин.

Пример 2. Готовили трави- : . тель, содержащий 3 см плавиковой, 1 смЗ щавелевой и 3 см серной кислот и 1 см перекиси водорода, и проводили травление пластины, как описано в примере 1, После обработки поверхность монокристалла гладкая, блестящая, с величиной микронеровностей ниже i 0,05 мкм, а скорость травления при таком составе травителя равна 8 мкм/мин.

Пример 3. Готовили травитель,. содержаь й 2 см плавиковой,: О,5 см щавелевой и 2 см® серной. кислот и 0,3 см перекиси водорода, и проводили травление пластины, как описано в примерда 1. После обработки поверхность монокристашла гладкая, блестящая, с величиной микронеровностей ниже ± 0,05 мкм, а скорость травления при таком соотношении компонентов равна 3 мкм/мин.

Пример 4. Готовили травитель, содержащий 4 см плавиковой, 1,5 см щавелевой и 4 см кислот и О,3 ск перекиси водорода, и проводили травление пластины,как описано в примере 1. После травления поверхность монокристалла гладкая, блестящая, с величиной микронеровностей ниже iO,05 мкм, а скорост травления при таком соотношении компонентов равна 1 шсм/NEKH. j В р и м е р 5. Готовили трави- тель, содержащий 2 см плавиковой, 6, щавелевой и 2 см серной кислот и 1,5 смЗ перекиси водорода, и проводили травление пластины, как описано в примере 1. После травления поверхность «онокристалла ,гладкаи1, блестящем, с величиной микронеровностей ниже t 0,05 мкм, а скорость траления при таком соотношении компонентов pciBHa 14 .

i

Результаты исгытаний различных составов приведены в таблице.

ПОЛИРУЮЩИЙ ТРАВИТЕЛЬ ДЛЯ АНТШЮНИДА ИНДИЯ, включающий концентрированную плавиковую кислоту и окислитель , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения качества обработки поверхности и снижения скорости травления, он дополнительно содержит 7,6-10,4%-ный водный раствор щавелевой кислоты и в качестве окислителя перекись водорода и концентрированную серную кислоту при следукяцем соотношении компонентов, об.ч.: Плавиковая кислота 2-4 Перекись водорода О,3-1,5 Серная кислота 2-4 7,6-10,4%-ный водный раствор щавелевой кислоты 0,5-1,5

как видно из таблицы, предпагае- 60с известным травителем на 1,5-2 покый травитель обеспечивает получениерядкаi

:;ч но1м ЙГн:ГанГтеГн жГо:оГ;;.к снижение СКОРОСТИ хразленияпозво

и имеет скорость травлений, равную :ляот изготавливать ряд .

1-14 MKM/tviHH т.е. меньше по сравнению65бующих при их создании контролируемо

.1059033

ix) удаления малых толщин, например ччо дает возможность использовать его

дифракционные решетки.-для ряда целей, например химической

Кроме этогоf предлагаемая трави-.полировки подложек перед эпитаксиальтель В вависимости от состава обеспё-ным вырапдаванием Тлр 1 чивавт .различныеqjcopocTH травления, 3 мкм/ми и.