Травитель для кремния Советский патент 1986 года по МПК H01L21/306 

Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано в технологии изготовления полупроводниковых приборов и инч егральных схем. В настоящее время для травления кремния широко используются травители на основе смеси концентрированных кислот при следующем содержании компо нентов, об.%: Плавиковая кислота 10-30 Азотная кислота 25-50 Уксусная кислота 30-70 правление проводят в стандартных травильных установках при непрерывном перемещивании раствора с целью принудительного массопереноса при темпера.турах 293-333 К. Однако указанные травители облада ют принципиальными недостатками, заключающимися в следующем. Травители отличаются нестабильностью вследствие выделения окислов азота. Хранители содержат высокотоксичны вещества. Обычньми приемами, устраняющими указанные недостатки, ядляют С:я использбвание только свежепригото ленных растворов, создание на пред-; приятиях, производящих полупроводниковые приборы и интегральные схемы, эффективных очистных сооружений. Эти обстоятельства приводят к зна чительному усложнению и удорожанию технологических процессов. . Наиболее близким техническим реше нием является травитель для кремния, включающий дифторид ксенона. Данный травитель содержит, мас.%: Дифторид ксенона 0,1-2 Вода98-99, Травление полупроводниковых кристаллов ведут при температуре 2883(23К. Принципиальным недостатком указан ного трашйтеля является высокая скорость разложения активного компонента вследствие гидролиза, что приводит к увеличению расхода дифторида ксенона. Целью изобретения является повьше ние устойчивости травителя. Цель достигается тем, что травитель для кремния, включающий дифтори ксенона, дополнительно содержит ацетонитрил при следующем соотношении компонентов, мас.%: 7 Дифторид ксенона Ацетонитрил Процесс травления проводится при температурах 293-313 К. Указанные экепериментальные условия обусловлены следующими обстоятельствами. Диапазон температур 293-313 К является наиболее оптимальным для технологических процессов обработки кремниевых пластин, так как исключает необходимость использования дополнительной аппаратуры для стабилизации температуры травителя. При C,gp 1% происходит значительное уменьшение скорости травления кремния. При CXBF, 6% в области температур 35-40с -увеличивается скорость разложения дифторида ксенона и процесс становится нестабильным.. Пример. Раствор травителя готовят растворением навесок днфторида ксенона в ацетонитриле. Определение времени разложения дифторида ксенона и травление монокристаллов кремния проводят в тефлоновом реакторе при непрерывном перемешивании раствора травителя. Температуру травителя задают и поддерживают постоянной с помощью ультратермостата И-10. Определение времени разложения дифторида ксенона проводят периодическим титрованием проб раствора иодометрическим методом. В таблице приведены времена полуразложения дифторида ксенона ), растворенного в воде и ацетонитриле. Как видно из таблицы, растворы дифторида ксенона в ацетонитриле обладают значительно большей устойчивостью, чем водные. Для травления монокристаллов кремния испытаны травители следующих составов, мас.%: IXeF 1,0 Ацетонитрил IIXeFj 2,5 Ацетонитрил IIIXeFj 6,0 Ацетонитрил 94 Испытания проводят при температурах 293, 303, . По изменению массы образца за время опыта определяют скорость травления кремния и с помощью металлографического микроскопа контролируют качество поверхности. Скорость травления кремния в (А/мин) составляет в травителе I1UO, 150, 300 II200, 36Q, 720 III700, 11QO, 2100 для температур 293, 303 и соответственно. При использованигт полированных образцов поверхность кремния после травления в данном травителе остает ся зеркальной и гладкой, рельеф поверхности практически не меняется. При использовании данного травит ля могут быть получены следующие те нико-экономические преимущества по сравнению с прототипом. Данный состав позволяет значител но увеличить коэффициент полезного использования травителей на основе дифторида ксенона за счет уменьщени скорости разложения дифторида ксено на по сравнению с известным травиТ°К

293 298 303 313

Vi(XeFj +HjO)

/(XeFj +ацетонитрил)

мин

мин

40 27

2,1x10

6,6x10 3,2x102 274 телем (см. таблицу). Так, при комнатной температуре скорость разложе-ния дифторида ксенона в ацетонйтриле почти в 1000 раз ниже, чем в известном травителе. При использовании данного состава появляется возможность достаточно длительного хранения неиспользованного травителя. При комнатной температуре время хранения травителя, соответствующее уменьшению концентрации активного компсУнента на 50%, составляет 15 суток, тогда как в базовом травителе это время составляет лиш 40 мин. Использование ацетонитрила в качестве растворителя позволяет повысить чистоту травителя и избавиться От вредных примесей, характерньк для водных растворов, таких, например, как ионы щелочных и щелочно-земельных металлов.

ТРАВИТЕЛЬ ДЛЯ КРЕМНИЯ, включающий дифторид ксенона, о т л ич а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения устойчивости травителя, он содержит ацетонитрил при следующем соотношении компонентов мас.%: Дифторид ксенона 1-6 Ацетонитрил94-99