DD142830A3 - Polierloesung zum chemischen polieren von verbindungshalbleitern - Google Patents

Abstract

Dis Erfindung betrifft eine Polierlösung'zum chemischen Polieren von Verbindungshalbleitern, insbesondere von Bleichalkogenid- und Bleizinnchalkogenidkristallen, mit der man polierte Oberflächen erhält, die hohen Qualitätsanforderungen, v/ie sie beispielsweise bei der Herstellung elektronischer Bauelemente aus diesen Materialien gestellt werden, genügen, und die die Mängel bisher bekannter Polierlösungen wie die gelegentliche Ausbildung· farbiger Oberflächenbeläge und Anätzungen, sehr hohe Abtragsgeschwindigkeit, starke Korrosivität und Gesundheitsschädlichkeit nicht aufweist. Bei Anwendung einer alkalischen Hexacyanoferrat(III)-Lösung mit einem Molverhältnis von Hydroxylionen zu Hexacyänoferrat (III)-Ionen kleiner oder gleich 0,5, die 1 bis 50 Ma.-S einer die Viskosität der Lösung erhöhenden und/oder komplexbildenden Verbindung enthält, erhält man auf den oben genannten Haltleitertypen hochglänzende Oberflächen, die frei von Oberflächenbelägen und Anätzungen sind. Die Abtragsgeschwindigkeit beträgt in Abhängigkeit bestimmter Parameter, wie Lösungszusammensetzung und Konvektion, zwischen 0,5 und ' 30 gm · min”1, ·

Description

20054Ϊ

— S].

Polierlösung zum chemischen Polieren von Verbindungshalbleitern

b) Anwendungsgebiet^^^

Die Erfindung betrifft eine Polierlösung zum chemischen Polieren von Verbindungshalbleiter^ insbesondere von Bleichalkogenid- und Bleizinnchalkogenidkristallen wie PbTe₅ PbSnTe, PbSe und PbSnSe, mit der es möglich ist, ebene, strukturfreie Oberflächen mit sehr geringer Rauhigkeit zu erhalten^

^c) Charakteristik ^der_n bgkann^

Zum chemischen Polieren der o. go Halbleitertypen sind Reaktionsgemische aus Brom-Bromwasserstoff /1/_? Kaliumdichromat-Wasser-Salpetersäure /2/ sowie aus Bromwasserstoff -Äthanol /3/ bekannt» Das Polieren in den beiden erstgenannten Gemischen erfolgt mit hoher Auflösungsgeschwindigkeit, so daß die Abtragung definierter Oberflächenschichten geringer Dicke, wie das beispielsweise beim Mesaätzen erforderlich ist_s kaum möglich ist* Außerdem werden die Oberflächen nicht eben und v/eisen nach Beendigung des Polierens häufig farbige E'lecken auf« Alle bisher be- · kannten Reaktionsgemische sind auf Grund ihrer ausgeprägten Korrosionseigenschaften und ihrer hohen Gesundheitsschädlichkeit' schwer zu handhaben und für die Anwendung des chemischen Wischpolierens ungeeignet« Literaturϊ

/1/ LS, Goker, J.Electrochenio Sog» 116 (1969) 1021 /2/ M₀R₀ Lorenz, J, Eiectrochem«, SoCo 112 (1965) 240

/3/ K.D.'iova-tjuk u*a»,Pizika tvordogo tola ,16. (1974)221

Das Ziel dor Erfindung ist es, polierte Oberflächen auf Bleichalkogenid™· und BXeizinnchalkogenidkristallen zu erzeugen, die hohen QualitätGanforderungen, wie sie beispielsweise "bei der Herateilung elektronischer Bauelemente aus diesen Vcrbindungahalbleitern gestellt werden,genüge;

Dex* Erfindung wird die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Polierlösung zum chemischen Polieren von Bleichalkogenid- und Bleizinnchalkogenidkristallea zu entwickeln, die die Mangel bisheriger Reaktionsgemische, wie starke Korrosivität, Geoundheitsschädlichkeit, gelegentliche Ausbildung von Oberflächenbelägen und Anätzungen, nicht aufweist, die hochglänzende Oberflächen mit geringer Rauhtiefe erzeugt und deren Abtragungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von bestimmten Parametern, wie Lösungszusarnmensetzung und Konvektion, über weite Bereiche variabel einstellbar ist. Eine chemische Auflösung von Halbleitern kann nur dann orfolgen, wenn das Reaktionsgemisch so. zusammengesetzt ist, daß es ein Oxidationsmittel mit genügend hohem Oxidationspotential enthält und lösliche Reaktionsprodukte entstehen» Diese Voraussetzung erfüllen z* B« alkalische Hexacyanoferrat(III)--Lösungen für die Auflösung von PbTe, PbSnTe₅ PbSe und PbSnSe, Polierte Oberflächen, die keine Anätzungen aufweisen, werden jedoch nur dann erzielt, wenn das Molverhältnis von Hydroxylionen zu HezacyanoferratCIII)-Ionen den Wert 0,5 nicht überschreitet« Es empfiehlt sich daher, die Hexacyanoferrat(III)-Ionen-Konzentration der Polierlösung entsprechend der Löslichkeit des verwendeten Salzes möglichst hoch einzustellen« Die Auflösungsgeschwindigkeit des Halbleiters ist dann vornehmlich von der Hydroxylionenkonsentration und der Konvektion in dor Lösung abhängig und beträgt zwischen

—ι 0,5 »*» und 30/Lim * min ο Y/ird die Hydroxylionenkonzentration absolut und relativ zur Hexacyanoferrat(Ill)-lonenkonKcntratioß über den Wert O₅S erhöht₅. so v/erden noch hö~ hers Auflösungsgeschwindigkeiten bis zu 50/urn_eniin es?—

zielt* Bio hierbei erhaltenen Oberflächen v/eisen jedoch Anätzungen auf_β'Zur Vermeidung der Ausbildung von Deckschichten wird der Polierlösung eine viskositätserhöhende und/oder eine komplexbildende Verbindung der allgemeinen Formel

Il ?

ι j J

mit η = 1 bis 5_:

	~ H	oder	R -	0	und	R2 =	H
					I
R1 -			- c -:		- C 1

- OH oder

-" C - H oder - I 0 - CH,

- CH₂ -

OH

oder -

^CH2 .-' ^CH2 -1 m ^0R

(R = Alkyl bzw. Aryl; m > 0)

wie beispielsweise Alkohole und deren Ester sowie Aldosen in Konzentrationen zwischen 1 und 50 Masse % hinzugefügt_e Da es zu einer allmählichen Zersetzung der Polierlösung ζ«, Bo durch Oxydation des organischen Zusatzes kommen kann, wird dieser erst kurz vor Gebrauch der Polierlösung zugegeben. Die Polierlösung kann bei Zimmertemperatur verwendet v/erden«

f) Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an vier Beispielen erläutert werdeηο

{ -λ b (J.

Beispiel 1: Die Polierlösung enthält 0,8 mol , I""¹ K₃ [ 0,2 mol ♦ I"¹ HaOH, 10Og ο l""¹ Glycerin ο

Die Abtragsgeschwindigkeit für PbTe beträgt in Abhängigkeit von der Konvektion zwischen 1 und

„1

15/ura ο min « Die Oberfläche ist hochglänzend und frei von Anätzun&en»

Beispiel 2sDie Polierlösung enthält

0₅8 mol ο 1~¹ K₃ [ Pe(CH)₆I 0,6 mol ο I*"¹ UaOH, 100 g . l™¹ Äthylenglykol·

Die Abtragsgeschwindigkeit für PbSnTe beträgt in Abhängigkeit von der Konvektion zwischen 5 und 40/Um ₀ min*"*' * Die Oberfläche ist hochglänzendo Sie v/eist jedoch Anätzungen auf, da das kritische Molverhältnis von Hydroxylionen zu Hexacyanoferrat(Ill)-Ionen überschritten wurde»

Beispiel 3:Die Polierlösung enthält

0,9 mol ο I"¹ K₃[Pe(CH)₆], . ' · 0,15 mol · l"" HaOH₅

— 1

1 g . 1 Galactose«

Die Abtragsgeschwindigkeit für PbSe beträgt in

Abhängigkeit von der Konvektion zwischen O₃7 und

«=.1 8 /Um ο min" _o Die Oberfläche ist hochglänzend

und frei von Anätzungeü«

Beispiel 4-sDie Polierlösung enthält

0,8 mol ο 1~¹ Κ₃|~Ρ3ί0Η)₆]

005 mol I"*"¹ KOH

0,05 mol . 1 ' KOH

1 g ο l""¹ Sorbit ο , _{

Die Abtragsgeschwindigkeit für PbSnSe beträgt in Abhängigkeit von der Konvektion zwischen 0,5 und 4 /Um * rain" ο Die Oberfläche ist hochglänzend und frei von Anätzungen«

1 r;:/T<mi .,· 1:

Claims (1)

1. Erfindung ans pruch .

   Polierlösung zum chemischen Polieren von Verbindungshalb leiter n'₅ gekennzeichnet dadurchj daß die Polierlösung Hexacyanoferrat(Ill)-Ionen, Hydroxylionen, Wasser und eine die Viskosität ι der Lösung erhöhende und/oder eine als Komplexbildner fungierende Substanz enthältό Poliorlösung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in dar Polierlösung daα Molvorhältnis von Hydroxylionen zu Hexacyanoferrat(Hl)-Ionen den Wert 0,5 nicht überschreitet.

   Polierlösung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die zur Erhöhung der Viskosität der Lösung und/oder als Komplexbildner fungierende Substanz eine Verbindung der allgemeinen Formel
   ~ H "

   II ~

   ^G - η OR₁

   mit η = 1 bis 5»

   Ό Η

   R- = - H oder R..- C - und R₉ = - C - OH oder

   .0
   - G -Ή oder - J 0 - CH₂ - CH₂ - _m OH .

   oder -jO - CH₂ - CH₂ -1 OR (R = Alkyl bzw, Aryl; πι y 0)

   ist ο

   Polierlösung nach Punkt 1 bis 3_S gekennzeichnet dadurch, daß die in der Polierlösung.enthaltene organische Substanz unmittelbar vor Gebrauch der Polierlösung zugefügt wird c

   Polierlösung nach Punkt 1 bis 4s gekennzeichnet dadurch, daß die Abtragsgeschwindigkeit durch die Lösungszusammensetzung, insbesondere die Hydroxylionenkonzentration, und durch die Konvektion der Lösung variiert werden kann«