CS214252B1

CS214252B1 - Způsob lesklého leptání krystalů galliumarsenidu

Info

Publication number: CS214252B1
Application number: CS612280A
Authority: CS
Inventors: Arnost Hruby; Bedrich Stepanek
Original assignee: Arnost Hruby; Bedrich Stepanek
Priority date: 1980-09-10
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Vyález se týká způsobu lesklého leptání krystalů galliumarsenidu, jejichž povrch byl předem opracován broušením nebo lapovánám. Samotné mechanické broušeni povrch rozmazává, takže pro metalografické účely nebo pro polovodičovou techniku a optiku je krystaly leštit leptáním. Dosud používaná leptadla jsou látky jedovaté, agresivní, či tě kavé. Celkové opracování vzorků je pak časově náročné a tudíž neekonomické. Tyto nevýhody odstraňuje způsob lesklé ho leptání krystalů galliumarsenidu, jehož podstatou je, že na krystal galliumarsenidu se za intenzivního míchání působí při teplotě 50 až 70 °C po dobu 3 až 5 sekund leptadlem, složeným ze 3 dílů za studená nasyceného vodného roztoku kyseliny vinné a 1 dilů koncentrované kyseliny dusičné, pak se krystal opláchne vodou a celý postup se tři až pětkrát opakuje. Galliumarsenid, oleptaný způsobem podle vynálezu, se používá pro specifikaci polovodičových prvků, vyrobených z galliumarsenidu v polovodičové technice a optice.

Description

Vynález se týká způsobu lesklého leptání krystalů galliumarsenidu, jejichž povrch byl předem opracován broušením nebo lapovánim.

Existuje celá řada použitelných způsobů pre? leptání a leštění krystalického galliumarsenidu. Tyto způsoby jsou založeny na Mechanickém leštění s následovným chemickým leštěním. Použití samotného mechanického broušení a lapování povrch rozmazává, takže není pak možné vzorky galliumarsenidu použít pro metalografické účely či polovodičovou techniku a optiku. Je tedy nutné po mechanickém obroušení ještě dále vzorky galliumarsenidu leštit leptáním.

Krystaly galliumarsenidu se nejčastěji leptají na lesk použitím leptadel o složení HNOg + a HF + HgO (R. K. Willardson, H. L. Goering: Preparation of III-V Compounds, vol. I, New York, Reinhold Publ. Cer. /1962/) po dobu 20 až 40 minut, nebo kyselina dusičná + kyselina citrónová (G. A. Katajev, B. P. Sannikov: Ref. Ž. Met. N° 2, 216 /1969/j po dobu 45 minut. Použití výše uvedených leptadel je příliš náročné na čas, leptaci doby jsou velice dlouhé a práce s nimi neekonomická.

Jiní autoři používají leptadel, která jsou složena z látek silně těkavých: HC1 + HNO^ (R. K. Willardson, H. L. Goering: Preparation of III-V Compounds, vol. I, New York, Reinhold Publ. Cer. /1962/), nebo dokonce roztok s NaClO, který uvolňuje velké množství volného chloru při leptáni (H. Hartnagel, B. L. Weiss: J. Mater. Sci. 8 /1973/ 1061). Používání těchto druhů leptadel vyžaduje složitá bezpečnostní opatření, která práci ztěžují a mnohdy jsou na úkor přesnosti výsledku. Obdobně je tomu u případů, kdy jsou použity v leptadlech látky silně jedovaté, jako je tomu v případě leptadla s CrO^ (M. S. Abrahams, C, J. Buiocchi: J. appl. Phys 36, 2855 /1965/) či látek silně agresivních, jakým je leptadlo podle J. G. Grahmaiera a C. B. Watsona (Phys. St. Solidl 32 /1969/ K 13), kde je použito roztaveného hydroxidu draselhého.

Práce s leptadly, obsahujícími látky jedovaté, agresivní, či těkavé, přináší vždy značné potíže. Je nutné dbát na přísné bezpečnostní předpisy, které vedou vždy ke zdlouhavé přípravě a finální práci. Celkové opracování vzorků galliumarsenidu je pak časově náročné a tudíž neekonomické

Tyto nevýhody odstraňuje způsob lesklého leptání krystalů galliumarsenidu podle vynálezu, jehož podstatou je, že na krystal galliumarsenidu se za intenzivního míchání působí při teplotě 50 až 70 °C po dobu 3 až 5 sekund leptadlem, složeným ze 3 dílů za studená nasyceného vodného roztoku kyseliny vinné a 1 dílu koncentrované kyseliny dusičné, pak se krystal opláchne vodou a celý postup se tri až pětkrát opakuje.

Výhodou tohoto způsobu lesklého leptání krystalů galliumarsenidu je, že neobsahuje látky těkavé, jedovaté a agresivní a leptaci časy jsou velice krátké, takže celý postup trvá zhruba dvě až pět minut. Použité látky jsou levné a snadno dostupné.

Před lesklým leptáním podle vynálezu se krystal galliumarsenidu obrousí za mokra s malým přídavkem glycerinu a několika kapek saponátu karborundovým práškem (brusivém) č. 400 na skleněné desce, pak se vzorek důkladně opláchne ve vodě a přebrousi se stejným způsobem, avšak za použití brusivá č. 600, a po dalším opláchnutí ještě brousí dále brusivém č. 800. Dokonale opláchnutý vzorek galliumarsenidu se oleptá k dosažení lesku leptadlem o složeni:

díly za studená nasyceného vodného roztoku kyseliny vinné a 1 díl koncentrované kyseliny dusičné,.

Vlastní způsob leptání se provádí v leptadle, ohřátém na teplotu 50 až 70 °C a vzorkem galliumarsenidu se v roztoku intenzivně míchá. Po 3 až 5 sekundách působeni lepťadla na vzorek galliumarsenidu se krystal vyjme a opláchne v proudící vodě. Vizuální kontrolou se posoudí lesk opracovaného povrchu a leptací proces se v případě nedostatečné kvality lesku opakuje 3 až 5 x, tedy až se docílí požadovaného lesku povrchu vzorku galliumarsenidu.

Následující příklady mají pouze objasnit předmět vynálezu, aniž by jej jakýmkoliv způsobem omezovaly.

Příklad 1

Dokonale obroušený bzorek galliumarsenidu byl důkladně opláchnut ve vodě a vložen do leptadla o složeni podle vynálezu. Leptací roztok byl ohřát na 60 °C. Se vzorkem galliumarsenidu se intenzivně míchalo po dobu 5 sekund, pak se galliumarsenid rychle vsunul pod proudící vodu, řádně opláchl a po vizuální kontrole, zda je povrch dostatečně lesklý, ještě dvakrát po 5 sekun dách oleptal a vždy opláchl a zkontroloval. Oleptaná plocha se pak podrobila kontrole a metalografickém mikroskopu při zvětšení 200 a 500 x. Oleptaný povrch byl velice dobrý - lesklý.

Příklad 2

Dokonale obroušený vzorek galliumarsenidu byl důkladně opláchnut ve vodě a vložen do leptadla o složení podle vynálezu. Leptací roztok byl ohřát na 70 °C. Se vzorkem galliumarsenidu se intenzivně míchalo v leptadle po dobu 4 sekund, pak še vzorek rychle vsunul pod tekoucí vodu, opláchl a po vizuální kontrole, zda je povrch dostatečně lesklý, ještě třikrát po 4 sekundách oleptal, vždy opláchl a opět zkontroloval. Oleptaný povrch se pak prověřil n metalografickém mikroskopu při zvětšení 200 a 500 x. Povrch byl velice dobrý - lesklý.

Způsob lesklého leptání podle vynálezu je možno využit ve všech laboratořích, kde se připravuje krystalický galliumarsenid.

S galliumarsenidem, oleptaným na lesk podle tohoto vynálezu se dále provádí další leptání pro zjištění dislokací nebo leptání pro stanoveni krystalických zrn.

Galliumarsenid, oleptaný způsobem podle vynálezu se používá pro specifikaci polovodičových prvků, vyrobených z galliumarsenidu v polovodičové technice a optice.

Claims

Způsob lesklého leptání krystalů galliumarsenidu předem mechanicky opracovaných broušením, vyznačující se tím, že na krystal galliumarsenidu se za intenzivního míchání působí při teplotě 50 až 70 °C po dobu 3 až 5 sekund leptadlem, složeným ze tří dílů za studená nasyceného vodného roztoku kyseliny vinné a 1 dílů koncentrované kyseliny dusičné, pak se krystal opláchne vodou a celý postup se tři až pětkrát opakuje.