Селективный травитель для дийодида ртути Советский патент 1983 года по МПК H01L21/465 

Изобретение относится к технике травления полупроводниковых материалов .

Детекторы на основе дийодида ртути представляют собой пластины толщиной ЗОО-5ОО мкм, приготовленные из монокристалла HgJ2 путем скалывания или резки его на плоскости спайности 001.

Свойства детектора определяются в зависимости от совершенства используемого кристалла и способа приготовления, пластин из него наличием в нём точечных и линейных дефектовдислокаций. Последние возникают как в процессе роста кристалла, так и при местных механических, тепловых и других воздействиях на кристалл.

Исследование дефектов скола дает представление в целом о структуре кристалла, его однородности, а также о характере распределения нарушений их количестве.

Наиболее простым способом изучени структуры кристалла является селективное химическое травление, которое позволяет выявить дислокации по ямкам травления с помощью оптического микроскопа. Селективным травлением можно контролировать не только качество поверхности пластины дийодида ртути, но и по изменению плотноети дислокаций, по мере стравливания материала образца, определить толщину деформированного в процессе изготовления структуры слоя.

Известен селективный травртель для дийодида ртути представлякндий собой 2%-ный раствор брома в метаноле ij. Растворимость HgJ2 внем составляет 3%. В работе не приводятся сведения по скорости И- технике травления этим травителем, указывается только на внешнее различие ямок травления в образцах дийодида ртути, выращенных в присутствии избыточного иода и без негр.

Недостатком травителя является высокая токсичность образукнцихся при травлении (HgJ) дийодида ртути органических соединений ртути. Это требует дополнительных мер безопасности при. использовании и хранении травителя, что создает трудности в его применении и удорожает обработку кристаллов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является селективный травитель для дийодида ртути

включающий галогеносодержащий компонент и ВОДУ Г2}. Травитель представляет собой 20%-ный водный раствор KiJ.

Исследования селективной способности 20%-ного водного раствора KJ показали, что скорость травления образцов HgJ2 20%-ным водным раствором йодистого калия составляет 5,6 мкм/с, на протравленной поверхности образца остаются четко выявлен ные дислокации в виде ямок травления имеющие форму четырехугольников и размеры 5-10 мкм.

При использовании 20%-ного водного раствора KJ в качестве селективного травителя скорость растворения НдJo вдоль дислокаций незначительно больше скорости растворения всей остальной поверхности, что затрудняет выявление поверхностных нарушений и первоначальной плоскопараллельное ти скола или среза кристалла.

Целью изобретения является уменьшение скорости травления.

Поставленная цель достигается тем что в известном селективном травите ле для дийодида ртути, включающем галогеносрдержсцций компонент и воду в качестве галогеносодержаще-го котяпнента использован дииодид кадмия при. следующем соотношении компонентов , вес.%

20-30

CdJ,

2

Вода Остальное Растворимость чцииодартутя в воде при составляет 0,006%. Действие селективного травителя основано на образовании промежуточног химического Соединения ртути CdCHgJ имеющего значительную растворимость в воде и доведении .общего объема раствора до 100 г.

Образец HgJ погружают в тефлоновый стаканчик мл с 25-30 мл раствора травителя. . В стаканчике размещена решеточка, п редотвращающая опускание образца на дно емкости. Травитель тщательно перемешивают для однородного травления.образца в течение 30-60 с.Затем его многократно промывают, в том же стаканчике деионизованной водой, извлекают на фильтр и сушат на воздухе.. Обработанную поверхность изучают под микроскопом МБИ-6.

Режимы селективного травления Hgj приведены в таблице.

70

30

75 60 80 60

Выявлены все неровности

структуры,. Слабо растравленыдислокации

СЕЛЕКТИВНЫЙ ТРАВИТЕЛЬ ДЛЯ ДИИОДИДА РТУТИ, включающий галогеносодержащий компонент и воду, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения скорости травления, в качестве галогеносодержавдего компонента использован иодид кгшмия .при.следующем соотношении компонентов, вес.%: Иодид кадмия 20-30 ВодаОстальное (Л со IND 00 со 4; 05

При использовании более концентрированных растворов ,CdJ2 трудно заметить (изучить) нарушения в слое 60 мкм. С уменьшением концентрации травителя требуется большое время для проведения картины четких нарушений на поверхности образца.

Использование данного селективного травителя для HgJg позволяет достаточно полио изучить характер поверхности скола или среза кристёшла.ди&одида ртути по ямкам травления, которые образуются на месте дефектов в структуре кристалла, и рельефу скола через каждые 50-60 мк толщины образца. ;

Характер изменения поверхностного слоя в зависимости от времени травления образца дает представление об однородности кристалла, совершенстве его структуры, что обусловлено качеством используемого для выращивания монокристалла материала условиями выращивания кристалла и спо1собом приготовления из него пластины толщиной 500-800 мкм.

Таким образом, селективное, травление поверхности скола или среза дииодида ртути является одним из способов контроля качества кристалла, из которого изготовляется детекторная структура.