Травление полупроводников

ДИФФУЗИЯ И ИОННАЯ ИМПЛАНТАНЦИЯ (ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ

A^IIIB^V)

Для создания р-проводимости в соединениях GaAs, GaP, GaInP, GaAlAs применяется Zn. Для диффузии Zn в GaAs через тонкий слой SiO₂ (100 – 150 нм) используют составы Ga – As – Zn, Zn – Ga или ZnAS₂, наносимые непосредственно на пленку SiO₂ (сплав Zn – Ga дает лучшие результаты). Разновидностью указанного метода является диффузия из пленки SiO₂, легированной Zn при выращивании (при осаждении с помощью реакции окисления моносилана, SiH₄, и элементоорганического соединения Zn в чистом О₂ при 450 ^оС). Zn в пленке присутствует в виде соединения ZnO, стабильного до высоких температур. При проведении термообработки в Н₂ при t > 650 ^оС происходит восстановление Zn и он диффундирует в GaAs.

Для диффузии Zn в GaP в качестве источника служит раствор Ga – P – Zn и соединение ZnP₂ (либо на поверхность пленки, либо в ампулу с образцом GaP).

Ионная имплантация проводится бомбардировкой поверхности п/п ионами: Si (O₂⁺) → SiO₂; Si (N₂⁺) → SiN; Si (C⁺) → SiC; GaAs (P⁺) → → GaAsP (твердый раствор); GaAs (Al+) → GaAlAs (твердый раствор).

Задания для самостоятельной работы

1. Создание р-проводимости в соединениях A^IIIB^V.

2. Ионная имплантация для получения соединений SiO₂, SiN, GaAsP, GaAlAs.

Процесс травления п/п состоит в растворении его поверхности при взаимодействии с соответствующими химическими реактивами (кислотами, щелочами, их смесями и солями). Существуют 2 теории самотравления п/п в травителях: химическая и электрохимическая. Химическая – растворение п/п происходит в 2 стадии: окисление приповерхностного слоя и растворение окисла (многократно повторяется). К травителю – сильному окислителю и растворителю могут добавляться ингибиторы (замедлители реакций) и катализаторы. Электрохимическая – взаимодействие между п/п и травителем обусловлено тем, что на поверхности п/п существуют анодные и катодные микроучастки, между которыми возникают локальные токи. На анодных участках п/п переходит в раствор, на катодных – происходит восстановление окислителя. При травлении Si максимальная скорость травления соответствует соотношению HNO₃: HF = 1:4,5 (доли молярные). Итоговая (суммарная) реакция травления: 3Si + 4HNO₃ + 18 HF → → 3H₂SiF₆ + 4NO + 8 H₂O + 3(4-n)e⁺ + 3(4-n)e^-. При травлении Ge максимальная скорость травления соответствует соотношению H₂O₂: HF: H₂O = = 1:1:4 по реакции Ge + 2H₂O₂ + 6HF ↔ H₂GeF₆ + 4H₂O. Травители с бихроматом натрия (Na₂Cr₂O₇) для p-n-переходов позволяют получить хорошую полированная поверхность. Травление пластин и кристаллов п/п проводят в сосудах из фторопласта (травление – экзотермическая реакция, поэтому раствор охлаждают). Широко применяется химико-динамическое травление – активное перемешивание травителя непосредственно у поверхности обрабатываемой пластины. Промывка пластин и кристаллов после травления проводится в деионизованной воде (для удаления следов травителя), качество промывки оценивают по удельному сопротивлению воды (исходное = конечному = 10 – 20 МОм∙см). Сушка после промывки производится в термостате при 180 – 150 ^оС с применением инфракрасных ламп.

Задания для самостоятельной работы

1. Теории самотравления п/п в травителях.

2. Составы травителей для кремния и германия, особенности технологи травления.

Дата добавления: 2014-11-25