Травитель для химического полирования монокристаллов фосфида галлия Советский патент 1986 года по МПК H01L21/306 

t

Изобретение относится к технике химического полирования полупроводг никовых материалов, в частности монокристаллов фосфида галлия различного типа проводимости и уровня легирования i

Известен травитель дл;в химического полирования монокристаллов фосфида галлия. Травитель состоит из раствора Brj в смесях метанола и воды.

Травитель такого состава высоко токсичен и не обеспечивает получение высокой гладкости поверхности, особенно легированных образцов монокристаллов GaP (ни Р-типов) .

Наиболее близким техническим решением является травитель для химического полирования монокристаллов фосфида галлия, содержащий азотную и соляную кислоту.

Однако этот травитель как при комнатной температуре (при малой скорости травления), так и при температуре SO-SO C (при больших скоростях травления) не обеспечивает требуемого для эпитаксиальной технологии качества поверхности (поверхность хотя и зеркальная, но на ней имеются ямки травления и часто образуются окисные плейки).

Целью изобретения является получение при крмнатной температуре зеркально-гладкой поверхности без окисных пленок монокристаллов фосфида галлия различного типа проводимости и уровня легирования.

Поставленная цель достигается тем, что травитель для химического полирования монокристаллов фосфида галлия, содержащий азотную и соляную кислоту, дополнительно содержит уксусную кислоту при следующих соотношениях компонентов, об.%:

Азотная кислота 72%-ная 46-55

Соляная кислота 36%-ная 15-18

Уксусная кислота .98%-ная 27-39

Отличительньп особенностями данного состава травителей являются наличие уксусной кислоты в полирующем растворе (введение в состав травителя концентрированной уксусной кислоты приводит к снижению скорости травления и стабилизации процесса полирования фосфида галлия в растворах,, .содержащих смеси концентрирован ных азотной и соляной кислот, по всей вероятности, уксусная кислота взаимодействует с активным хлором, образующимся в смесях коЙ1ентрирован127477

ных НС1 и HNOg с образованием хлоруксусной кислоты, являющейся более сильной кислотой и лучшим комплексантом по отношению ко многим ионам металлов, .чем уксусная кислота. Это способствует лучшему отводу продуктов реакции окисления фосфида галдия в системе HNOj -НС1 - , а следовательно; и повышению полирующей спо-. собности предлагаемых составов травител€ьй (по сравнению с прототипом);

лучшее по сравнению с прототипой качество поверхности полированных пластин, особенно монокристаллических

пластин, изготовленных из высоколегированньк образцов Р - GaP;

получение гладкой зеркальной поверхности образцов монокристаллов галлия различного типа про0 водимости и уровня легирования без дефектов (ямок травления, окисных пленок и др.) при работе с травителем при комнатной температуре.

При использовании составов травите5 лей вне указанных пределов концентрации исходных компонентов качество обрабатываемой поверхности монокристаллов Gap неудовлетворительное (см. примеры 4-5) . Примеры.

0 Травители приготавливают последовательным смещением НС1 о(осч. 36%), NHOj (осч. 70-72%) и ледяной уксусной кислоты (98%-ной) общепринятым способом. Образцы - монокристаллические пластины GaP ориентащет {tOO) или

{lit}, толщиной 400-500 мкм, предварительно подвергают химико-механическому полированию и очистке от поверхностных загрязнений по известной методике и подвергают химико-динаьмческому полированию в открытой фторопластовой кассете с бортиком высотой 3-4 мм. Затем кассету с образцом под слоем т равителя быстро промывают в проточной деионизованной воде не менее 5 мин и сушат на центрифуге. Пример 1. Состав травИтеля, об.%

55 18 27

HNOj

НС1

CHjCOOH

Скорость травления при

0,6 мкм/мин. Глубина травления 10 мкм. Нарушенный слой отсутствует, поверхность гладкая, зеркальная, без окисеных пленок и других дефектов,

Пример 2 Состав травителя, об.%:

50 16 34

HNOg

НС1 3 Скорость травления при 0,4 0,5 мкм/мин. Качество поверхности пр глубине травления 10 мкм такое же, как в примере 1. Пример 3. Состав травителя, об. % НС1 Скорость травления при 2,0с 0,30,4 мкм/мин. Качество поверхности пр глубине травления 10-мкм такое же, как в примерах 1 и 2.Пример 4. Состав трабйтеля, об.% HNO травления при Скорость 0,5 мкм/мин. При глубине травления 10 мкм качество поверхности неудовлетворительное, поверхность матовая окислена. 77 Пример 5. Состав травителя, об.%: Ш0„ НС1 CH.JCOOH CKopfocTb травления при 20 С 0,% мкм/мин. При глубине травления 10 мкм поверхность зеркальная, отдельные ямки травления, имеется окисная пленка (на элёктронограммах от поверхности образцов виден сильный фон), Во всех примерах скорость травления воспроизводится с относительной погрешностью +10%. Таким образом, изобретение может широко использоваться в технологии изготовления эпитаксиальных структур на подножках из фосфида галлия различного типа проводимости, применяемого в технологии производства микроэлектронйых устройств (фотодидов, фотоэмиттёров с отрицательным электронным средством и др.).

ТР ИТЕЛЬ. ДЛЯ ЗШМИЧЕСКОГО nOJMPOBAIIH .1Ж)НОКРЙСТАЛЛОВ ФрСОТ(ДА: ГАЛЛИЯ, содержащий азотную и соляную кислоту,-о т л,и ч а ю щ.и и с я тем, что, с.цельюполучения при комнатной температуре зеркально-гладкой поверхности без окисных плёнок монокристаллов фосфида галлия различного типа проводимости и уровня .легирования, он дополнительно содержит Tfccycную кислоту при сл.едующих соотношениях, компонентов, об.%; кислота 72%-ная 46-55 Соляная кисльта 36%-ная 15-18 Уксусная Кислота 98%-ная 27-39