ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ АНОДНОГО ОКИСЛЕНИЯ АНТИМОНИДА ИНДИЯ Советский патент 2006 года по МПК H01L21/306 

Изобретение относится к области микроэлектроники и может найти широкое применение в технологии МДП-приборов. Современные требования многоэлементных МДП-фотоприемников диктуют необходимость создания совершенной границы раздела полупроводник-диэлектрик с определенным комплексом электрофизических свойств: с плотностью поверхностных состояний N_ss≤1·10¹¹ см^-2; временем релаксации неравновесной емкости τ_рел≥30-40 мс напряженностью пробоя диэлектрика Епр.≥1.10⁶ В/см; зарядов в диэлектрике V_FB<3-5 B и высокой воспроизводимостью этих параметров на площади полупроводниковой пластины не менее 1 см².

В настоящее время наиболее приемлемым методом получения диэлектрических пленок на поверхности полупроводников А^IIIВ^V является анодное окисление. При этом электрофизические параметры анодных пленок, а также границы раздела диэлектрик - полупроводник в большой степени определяются составом и свойствами применяемого электролита [1, 2]. Наиболее перспективными электролитами для анодирования антимонида индия в МДП-технологии являются электролиты на основе диметилформамида и электропроводной составляющей [2]. В качестве электропроводной составляющей можно использовать, например, аммоний надсернокислый, кислоту пирофосфорную. Известен и широко подменяется электролит [2] состава, вес.%:

Аммоний надсернокислый1-3Глицерин55-70Углерод четыреххлористый5-15Диметилоформидостальное

В течение длительного срока работы с этим электролитом и другими электролитами на основе диметилформамида авторами обнаружено, что свойства анодного окисла и его границы с полупроводником, а также выход годных МДП-структур по площади полупроводниковой пластины с достаточной воспроизводимостью электрофизических параметров зависят от степени чистоты промышленных органических растворителей, срока их хранения. Стабилизация процесса анодирования, а следовательно, и электрофизических параметров изготавливаемых МДП-структур велась по пути очистки органических растворителей от сопутствующих основному веществу примесей и воды. С этой целью авторами использованы диметилформамид (ТУ 6-09-20-12-78) и глицерин особой чистоты с содержанием воды менее 0,05% и муравьиной кислоты в диметилформамиде менее 0,005%. При использовании этих реактивов для составления электролита качество анодирования, характеризуемое воспроизводимостью электрофизических параметров границы раздела анодный окисел - полупроводник зависит от времени хранения приготовленного электролита и влажности воздуха. Замечено, что анодирование антимонида индия в свежеприготовленном электролите из реактивов особой чистоты не позволяет формовать структуры с воспроизводимыми параметрами границы раздела анодный окисел - полупроводник. Процент выхода годных МДП-структур с комплексов электрофизических параметров, перечисленных выше, в этом случае составляет 15-20%. Таким образом, полное отсутствие воды или присутствие ее в электролите анодирования в количестве менее 0,1 вес.% приводит к невоспроизводимости электрофизических параметров границы раздела анодный окисел - полупроводник, а значит и изготавливаемых МДП-структур. При выдержке на воздухе не менее 1-5 суток в силу гигроскопичности диметилформамида и глицерина электролит адсорбирует воду и процент выхода годных МДП-структур с анодным диэлектриком увеличивается. Изменение влажности воздуха приводит к изменению временного интервала хранения электролита, т.е. процесс анодирования в известном электролите становится технологически неуправляемым.

Целью данного изобретения является повышение воспроизводимости электрофизических параметров границы раздела полупроводник - анодный окисел. Поставленная цель достигается тем, что в электролит на основе особо чистых диметилформамида и электропроводной составляющей вводят дополнительно определенное количество деионизованной воды (g ≥16 мом), при этом содержание ингредиентов должно быть в следующих пределах, вес.%:

Вода0,1-1,0Электропроводная составляющая0,3-3,0диметилформамидостальное

Для выбора оптимальной концентрации воды в электролите было приготовлено 6 электролитов с разным содержанием воды. Использован электролит, вес.%:

Аммоний надсернокислый1,0Углерод четыреххлористый5,0Глицерин50Вода0-1,5Диметилформамидостальное

Данные по проценту выхода МДП-структур на антимониде индия с электрофизическими параметрами, приведенными выше, в зависимости от концентрации воды приведены в таблице.

 Содержание воды, вес.%0-0,10,20,51,01,5% годных МДП-структур15-2030-4060-7540-5020-25

Таким образом, оптимальной концентрацией воды в электролитах на основе диметилформамида является 0,1-1,0 вес.%. Присутствие воды в электролите позволяет стабилизировать технологический процесс анодирования и увеличить процент выхода годных МДП-структур до 75%; при этом процент выхода многоэлементных приборов также увеличивается.

Изобретение относится к области микроэлектроники и может найти широкое применение в технологии МДП-приборов. Сущность: электролит содержит аммоний надсернокислый, глицерин, углерод четыреххлористый и диметилформамид. Кроме того, электролит дополнительно содержит воду при следующих соотношениях ингредиентов вес.%: вода 0,1-1,0, аммоний надсернокислый 0,3-3,0, углерод четыреххлористый 5,0-15,0, глицерин 55,0-70,0, диметилформамид - остальное. Технический результат: повышение воспроизводимости электрофизических параметров границы раздела антимонид индия - анодный окисел. 1 табл.

Электролит для анодного окисления антимонида индия, содержащий аммоний надсернокислый, глицерин, углерод четыреххлористый и диметилформамид, отличающийся тем, что, с целью повышения воспроизводимости электрофизических параметров границы раздела антимонид индия - анодный окисел, он дополнительно содержит воду при следующих соотношениях ингредиентов, вес.%:

Вода0,1-1,0Аммоний надсернокислый0,3-3,0Углерод четыреххлористый5,0-15,0Глицерин55,0-70,0Диметилформамидостальное