Электролит для анодирования арсенида галлия Советский патент 1977 года по МПК C25D11/32 

(54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ АНОДИРОВАНИЯ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ

Изобретение относится к электрохимической обработке полупроводников, в частности к составам электролитов для анодирования полупроводниковых соединений, содержащих галлий.

Известны электролиты для анодирования арсенида галлия, содержащие водный раствор перекиси водорода с добавкой буферных смесей.

Наиболее близким к изобретению являет- ся электролит для анодирования арсенида галлия, содержащий -раствор перекиси водорода и гидроокись аммония.

Однако известные электролиты дают низкую скорость окисления и не позволяют получать равномерное покрытие толщиной более 350О-4000 А.

Предлагаемый электролит отличается от известных тем, что он наряду с гидроокисью аммония .содержит этиленгликоль, а в качестве растворителя - изобутиловый спирт при следующем соотношении компонентов, об.%:

Гидроокись аммония5-15

Изобутиловый спирт30-70

ЭтиленгликольОстальное

Это позволяет увеличить скорость анодирования и улучшить качество оксидных покрытий.

В электролите предлагаемого состава скорость анодирования увеличивается за счет понижения интенсивности саморастворения оксидных пленок. Из предлагаемого электролита получают равномерные по толщине, беспористые и стабильные по рвойствам покрытия толщиной бблгее бОО А.

Гидроокись аммония является источником гидроксильных ионов в электролите, разряд которых на аноде вызывает окисление полупроводника, а также одновременно соединением, обеспечивающим электропроводность раствора и позволяющим поддерживать рН в нужных пределах.

Изобутиловый спирт является растворителем, а этиленгликоль - вязкостной добавкой и дополнительным источником гидроксильных ионов.

Электролит готовят путем смещивания компонентов. Анодированию подвергают пластины пол дтроводникового арсенида таллия «-типа с концентрацией ксюителей 10 см . Окис ление проводят в гальваностатическом режиме при плотности тока 2 ма/см до пре дельного потенциала формирования. П р и м е р 1. Для анодирования используют смеси ингредиентов, содержащие 50 -06.% изобутилового спирта, 2j 5; 10; 15 и 20 об,% гидроокиси аммония и этиле нгликоль - до 100% в каждой смеси. Температура электролитов 20 С, расстояние между полупроводниковыми дисками диаметром 25-30 мм и катодом из нержавеющей стали 1,5 см. Значения скорости анодирования, толщины получаемых пленок а также некоторые характеристики последних представлены в табл. 1. Как видно из табл. 1, при концентрации гидроокиси аммония меньше 5 об.% уменьщаются t скорость анодирования и толщина оксидной пленкиj снижается пробивное; напряжение и увеличивается скорость травления, т.е. получаемые окисные слои нестабильны. При концентрации гидроокиси аммония более 15 об.% ухудшается качество окисных слоев и уменьщается скорость окисле ния, что связано с увеличением растворимости окисла в электролите. Пример2.В условиях примера 1 используют для анодирования пять смесей ингредиентов, содержащих 10 об.% гид-, роокиси аммония, 10; 20j 40j 60 и 70 о этиленгликоля и изобутиловьш спирт до 100 об.% в каждой смеси. Параметры электроокисления арсенида галлия в полученных электролитах и свойс

48

50 50 . 45 50 50 40 35 30

50

1200±15425+15650+11О

480Oi:5292+5512+50

6000+4086+4510+45

6050+35-88+5520+48

25ОО+3520+1072С±85 ва диэлектрических пленок приведены в табл. 2, Данные табл. 2 показыва.гот, что при -к-онцентрации этиленгликоля выше 65 об.% снижаются скорость анодирования и предельная толщина окисного слоя, увеличивается скорость травления и уменьщаются пробивные напряжения МДП-структур. Увеличение концентрации изобутилового спирта сверх 70 об.% приводит к снижению предельной толщины окисного слоя из-за уЬ ичения сопротивления электролита, а также к больщей неоднородности окисных слоев по величине пробивного напряжения и толщине. Данные о рН, вязкости и электропроводности электролитов, составы которых приведены в примерах .1 и 2, представлены в табл. 3 и 4 соответственно, Из данных табл. 3 и 4 видно, что рН предлагаемого элeкtpoлитa зависит в основном от концентрации гидроокиси аммония; вязкость раствора - от соотношения концентраций этиленгликоля и изобутилового спирта. Сопротивление электролита (точ- нее сопротивление анода-полупроводника и электролита приТ) const ) зависит от соотношения концентраций всех трех компонентов. Результаты исследования электролитов и получаемых в них диэлектрических пленок (табл. 1-4) показывают, что соэтнощения между компонентами электролита по изобретению являются оптимальными. Предложенный электролит для анодирования арсенида галлия позволяет получать равномерные по толщине (г 6000А ), беспористые, воспроизводимые и стабильные по свойствам цленки с пробивным напряйсением (1-5)10 В/см, которые можно использовать для пассивации, маскирования и создания МДП-структур. Таблица 1

Таблица 2 7 -8

Формула изобретенияпокрытий, он дополнительно содержит этнЭлектролит для анодирования арсенидаиаобутиловый спирт при следующем соотногаллйя, соаержашнй гидроокись аммонияшейии компонентов, об. %:

R растворитель,- о тличаюшийся5 Гидроокись аммония 5-15

тем, что, с целью увелнчеиия скорости ано-Изобутиловый спирт 30-70

дировайия и у чгчшвния качества сжсидныхЭтиленгликоль Остальное.

565954

ленгликоль, а в качестве растворителя