RU2483387C1 - Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate - Google Patents
Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2483387C1 RU2483387C1 RU2011151265/28A RU2011151265A RU2483387C1 RU 2483387 C1 RU2483387 C1 RU 2483387C1 RU 2011151265/28 A RU2011151265/28 A RU 2011151265/28A RU 2011151265 A RU2011151265 A RU 2011151265A RU 2483387 C1 RU2483387 C1 RU 2483387C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- germanium
- substrate
- solution
- minutes
- carried out
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области полупроводниковой опто- и микроэлектроники и может быть использовано в электронной промышленности для создания приборов на основе полупроводниковых гетероструктур, в т.ч. каскадных фотопреобразователей на основе системы GaInP/GaAs/Ge.The invention relates to the field of semiconductor optoelectronics and microelectronics and can be used in the electronics industry to create devices based on semiconductor heterostructures, including cascade photoconverters based on the GaInP / GaAs / Ge system.
Известен способ химического травления поверхности германиевой подложки (ГП) (см. патент US №2941875, опубликован 21.06.1960), основанный на воздействии на германиевую подложку травильного раствора, содержащего гипохлорит натрия, оксид германия (IV) в качестве ингибитора и растворенный в воде углекислый газ. Использование ингибитора позволило снизить селективность травления кристаллических граней германия и повысить однородность поверхности германиевой подложки. Отсутствие коррозионных реагентов в травителе позволило отказаться от использования дорогого коррозионно-стойкого оборудования для травления.A known method of chemical etching the surface of a germanium substrate (GP) (see US patent No. 2941875, published 06/21/1960), based on the effect on the germanium substrate of the etching solution containing sodium hypochlorite, germanium oxide (IV) as an inhibitor and carbon dioxide dissolved in water gas. The use of an inhibitor made it possible to reduce the selectivity of etching of the crystalline faces of germanium and to increase the uniformity of the surface of the germanium substrate. The absence of corrosive reagents in the etchant made it possible to abandon the use of expensive corrosion-resistant equipment for etching.
Недостатком такого способа является сложная конструкция системы подачи углекислого газа, сильная зависимость скорости травления ГП от температуры окружающей среды, осаждение ингибитора и ионов металлов на поверхности ГП.The disadvantage of this method is the complex design of the carbon dioxide supply system, the strong dependence of the etching rate of the GP on the ambient temperature, the deposition of the inhibitor and metal ions on the surface of the GP.
Известен способ обработки полупроводниковых германиевых пластин (см. J.Kim, К.Saraswat and Y.Nishi. - Study of germanium surface in wet chemical solutions for surface cleaning applications / 208th ECS Meeting, Abstr. №779, 2005), заключающийся во взаимодействии поверхности ГП с растворенным в воде озоном. Использование озона в качестве травителя позволило снизить величину среднеквадратичной шероховатости поверхности подложки германия до 0,12 нм, что соответствует межатомному расстоянию в германии. Также, благодаря расщеплению озоном органических примесей на поверхности германия отпадает необходимость в предварительной стадии обезжиривания подложки.A known method of processing semiconductor germanium wafers (see J. Kim, K. Saraswat and Y. Nishi. - Study of germanium surface in wet chemical solutions for surface cleaning applications / 208th ECS Meeting, Abstr. No. 779, 2005), which consists in the interaction GP surface with ozone dissolved in water. The use of ozone as an etchant made it possible to reduce the root mean square roughness of the surface of the germanium substrate to 0.12 nm, which corresponds to the interatomic distance in germanium. Also, due to ozone splitting of organic impurities on the surface of germanium, there is no need for a preliminary stage of degreasing of the substrate.
Недостатком известного способа является сложная система приготовления озонированной дистиллированной воды, а также высокая зависимость концентрации озона в воде от температуры окружающей среды и, как следствие, различная скорость травления германия. Также, озон является канцерогенным веществом.The disadvantage of this method is the complex system for the preparation of ozonated distilled water, as well as the high dependence of the concentration of ozone in water on the ambient temperature and, as a result, the different etching rates of germanium. Also, ozone is a carcinogen.
Известен способ предэпитаксиальной обработки поверхности ГП (см. S.K.Agarwal, R.Tyagi, M.Singh, R.K.Jain. Effect of growth parameters on the MOVPE of GaAs/Ge for solar cell applications / Solar Energy Materials & Solar Cells, V.59. 1999. P.1926), заключающийся в обезжиривании ГП в органическом растворителе (четыреххлористый углерод, изопропиловый спирт, ацетон), затем травлении в растворе состава HF:H2О2:H2O=1:1:5 в течение двух минут и последующей обработке разбавленной плавиковой кислотой для удаления поверхностного оксида.A method for pre-epitaxial surface treatment of GPs is known (see SKAgarwal, R. Tyagi, M. Singh, RK Jain. Effect of growth parameters on the MOVPE of GaAs / Ge for solar cell applications / Solar Energy Materials & Solar Cells, V.59. 1999. P.1926), which consists in degreasing the GP in an organic solvent (carbon tetrachloride, isopropyl alcohol, acetone), then etching in a solution of the composition HF: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 5 for two minutes and subsequent processing diluted hydrofluoric acid to remove surface oxide.
Недостатком известного способа является высокая скорость травления германия (более 1 мкм/мин), что приводит, при малой вязкости раствора, к увеличению шероховатости поверхности. К тому же, при использовании плавиковой кислоты происходит неполное удаление оксида с поверхности германиевой подложки. Очищенные от оксида участки поверхности подложки покрыты слоем атомов водорода, который неустойчив на воздухе, вследствие чего поверхность подложки неравномерно покрывается оксидной пленкой.The disadvantage of this method is the high etching rate of germanium (more than 1 μm / min), which leads, at low viscosity of the solution, to an increase in surface roughness. In addition, when using hydrofluoric acid, incomplete removal of oxide from the surface of the germanium substrate occurs. The oxide-free sections of the surface of the substrate are covered with a layer of hydrogen atoms, which is unstable in air, as a result of which the surface of the substrate is unevenly coated with an oxide film.
Наиболее близким к настоящему изобретению является способ предэпитаксиальной обработки поверхности германиевой подложки (см. Н.Okumura. - Applied Surface Science. - V.125, 1998. PP.125-128), совпадающий с настоящим изобретением по наибольшему числу существенных признаков, принятый за прототип. Способ-прототип заключается в очистке ГП от органических загрязнений в метаноле (10 минут), затем в дихлорметане, затем снова в метаноле. Естественный оксид с поверхности германия удаляли кратковременным (несколько минут) опусканием подложки в плавиковую кислоту (2,5 мас.%). После чего следовало окисление германия в перекиси водорода (30 мас.%) в течение 30 секунд с образованием на поверхности оксидной пленки, а затем растворение оксида в соляной кислоте (35 мас.%) в течение 30 секунд. Процедуру окисления-растворения повторяли три раза. На последнем этапе проводили пассивацию поверхности германиевой подложки, для чего подложку помещали в водный раствор, содержащий гидроксид аммония и перекись водорода в соотношении 1:2, на одну минуту, где на поверхности ГП формировался толстый слой оксида, защищающий подложку от примесей из атмосферы. Затем следовала сушка подложки и помещение ее в реактор для эпитаксии.Closest to the present invention is a method of pre-epitaxial surface treatment of a germanium substrate (see N. Okumura. - Applied Surface Science. - V.125, 1998. PP.125-128), which coincides with the present invention for the largest number of essential features, taken as prototype. The prototype method consists in cleaning the GP from organic impurities in methanol (10 minutes), then in dichloromethane, then again in methanol. Natural oxide from the surface of germanium was removed by briefly (several minutes) lowering the substrate into hydrofluoric acid (2.5 wt.%). Then followed the oxidation of germanium in hydrogen peroxide (30 wt.%) For 30 seconds with the formation of an oxide film on the surface, and then the dissolution of the oxide in hydrochloric acid (35 wt.%) For 30 seconds. The oxidation-dissolution procedure was repeated three times. At the last stage, the surface of the germanium substrate was passivated, for which the substrate was placed in an aqueous solution containing ammonium hydroxide and hydrogen peroxide in the ratio 1: 2 for one minute, where a thick oxide layer was formed on the surface of the GP, protecting the substrate from atmospheric impurities. This was followed by drying the substrate and placing it in an epitaxy reactor.
Недостатком способа-прототипа является большое количество стадий обработки (более 10-ти) и значительная модификация поверхности ГП вследствие высокой скорости травления на последнем этапе.The disadvantage of the prototype method is the large number of processing stages (more than 10) and a significant modification of the surface of the GP due to the high etching rate at the last stage.
Задачей настоящего технического решения является упрощение процесса предэпитаксиальной обработки поверхности германиевой подложки за счет сокращения числа стадий обработки ГП при минимальной ее модификации.The objective of this technical solution is to simplify the process of pre-epitaxial surface treatment of the germanium substrate by reducing the number of stages of processing of GP with minimal modification.
Поставленная задача решается тем, что способ предэпитаксиальной обработки германиевой подложки включает удаление с поверхности оксидного слоя, очистку поверхности германия от неорганических загрязнений и пассивацию поверхности германия при температуре 19-23°С. Новым в способе является удаление оксида с поверхности германиевой подложки обработкой раствором соляной кислоты с концентрацией 30-40 мас.% в течение 2-4 минут; очистка германиевой подложки от неорганических примесей обработкой раствором, содержащим плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду, при следующем их соотношении в пересчете на литр раствора:The problem is solved in that the method of pre-epitaxial processing of the germanium substrate includes removing the oxide layer from the surface, cleaning the germanium surface from inorganic contaminants and passivation of the germanium surface at a temperature of 19-23 ° C. New in the method is the removal of oxide from the surface of the germanium substrate by treatment with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 30-40 wt.% For 2-4 minutes; purification of the germanium substrate from inorganic impurities by treatment with a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water, with the following ratio in terms of liter of solution:
в течение 0,5-1,5 минут и пассивация поверхности подложки раствором соляной кислоты с концентрацией 30-40 мас.% в течение 2-5 минут.for 0.5-1.5 minutes and passivation of the surface of the substrate with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 30-40 wt.% for 2-5 minutes.
Помещение ГП в раствор соляной кислоты приводит к удалению оксидов германия с поверхности подложки. При этом происходит удаление крупных частиц примеси с поверхности. При использовании соляной кислоты с концентрацией менее 30 мас.% велика вероятность повторного окисления германия растворенным в кислоте кислородом. Использование соляной кислоты с концентрацией выше 40 мас.% нецелесообразно вследствие снижения степени диссоциации молекул НСl и следовательно, неполного восстановления оксида германия на поверхности подложки. При времени взаимодействия соляной кислоты с поверхностью ГП менее 2 минут происходит неполное восстановление поверхностного оксида. При времени более 4 минут возможно осаждение на поверхность германия примесей из раствора.The placement of GP in a hydrochloric acid solution leads to the removal of germanium oxides from the surface of the substrate. In this case, large impurity particles are removed from the surface. When using hydrochloric acid with a concentration of less than 30 wt.%, The probability of re-oxidation of germanium with oxygen dissolved in acid is high. The use of hydrochloric acid with a concentration above 40 wt.% Is impractical due to a decrease in the degree of dissociation of HCl molecules and, consequently, incomplete reduction of germanium oxide on the surface of the substrate. When the interaction time of hydrochloric acid with the surface of the GP is less than 2 minutes, incomplete reduction of the surface oxide occurs. At a time of more than 4 minutes, precipitation of impurities from the solution onto the germanium surface is possible.
После предыдущего этапа на поверхности ГП могут оставаться неорганические примеси, например, адсорбированные ионы железа, никеля, меди, а также углерод. Для их удаления используется травильный раствор, содержащий 40 мас.% плавиковую кислоту, 30 мас.% перекись водорода, винную кислоту и воду. Плавиковая и винная кислоты являются хорошими комплексообразователями для ионов металлов, т.е. связывают их в устойчивый комплекс и уносят с поверхности ГП. Перекись водорода создает на поверхности ГП тонкий оксидный слой, который далее растворяется при помощи вышеуказанных комплексообразователей. В результате такого процесса происходит удаление с поверхности германия крепкосвязанного адсорбированного углерода. При содержании плавиковой кислоты в травильном растворе менее 10 мл (на 1 литр раствора) происходит неполное удаление неорганических примесей с поверхности ГП. При содержании более 30 мл - проявляется адсорбция анионов фтора на поверхности ГП. При содержании винной кислоты в травильном растворе менее 36 г/литр происходит неполное удаление неорганических примесей с поверхности ГП. При содержании более 72 г вследствие высокой вязкости полученного раствора скорость травления ГП значительно понижается, и происходит переосаждение на поверхность удаленных примесей. При содержании перекиси водорода в травильном растворе менее 200 мл (на 1 литр раствора) скорость удаления поверхностного слоя германия достаточна низка, в результате чего происходит осаждение на поверхность подложки удаленных примесей. При содержании перекиси более 400 мл - скорость травления ГП достаточно высока, что проявляется в увеличении шероховатости поверхности ГП. При обработке ГП менее 0,5 минуты удаляется менее 300 нм германия, что недостаточно для полного удаления примесей с поверхности подложки, за время обработки более 1,5 минут велика вероятности деградации поверхности ГП. Пассивацию обработанной поверхности ГП производят в концентрированном растворе соляной кислоты. При времени взаимодействия соляной кислоты с поверхностью ГП менее двух минут происходит неполное удаление поверхностного оксида, соответственно не вся поверхность ГП оказывается пассивированной. При обработке более 5 минут возможно осаждение на поверхность германия примесей из раствора.After the previous step, inorganic impurities, for example, adsorbed ions of iron, nickel, copper, and also carbon, can remain on the surface of the GP. To remove them, an etching solution containing 40 wt.% Hydrofluoric acid, 30 wt.% Hydrogen peroxide, tartaric acid and water is used. Hydrofluoric and tartaric acids are good complexing agents for metal ions, i.e. bind them into a stable complex and carry away from the surface of the GP. Hydrogen peroxide creates a thin oxide layer on the surface of the GP, which then dissolves using the above complexing agents. As a result of this process, the strongly bonded adsorbed carbon is removed from the germanium surface. When the content of hydrofluoric acid in the etching solution is less than 10 ml (per 1 liter of solution), inorganic impurities are incompletely removed from the surface of the GP. With a content of more than 30 ml, adsorption of fluorine anions on the surface of the GP appears. When the content of tartaric acid in the etching solution is less than 36 g / liter, incomplete removal of inorganic impurities from the surface of the GP occurs. At a content of more than 72 g, due to the high viscosity of the resulting solution, the etching rate of the GP decreases significantly, and the removed impurities are reprecipitated onto the surface. When the content of hydrogen peroxide in the etching solution is less than 200 ml (per 1 liter of solution), the removal rate of the surface layer of germanium is quite low, resulting in the deposition of removed impurities on the surface of the substrate. When the peroxide content is more than 400 ml, the etching rate of the GP is quite high, which is manifested in an increase in the surface roughness of the GP. When processing a GP for less than 0.5 minutes, less than 300 nm of germanium is removed, which is not enough to completely remove impurities from the surface of the substrate; for a processing time of more than 1.5 minutes, the probability of degradation of the surface of a GP is high. Passivation of the treated surface of the GP is carried out in a concentrated solution of hydrochloric acid. When the interaction time of hydrochloric acid with the surface of the GP is less than two minutes, incomplete removal of the surface oxide occurs; accordingly, not the entire surface of the GP is passivated. When processing more than 5 minutes, precipitation of impurities from the solution onto the germanium surface is possible.
При температуре окружающей среды менее 19°С наблюдается торможение скорости реакций восстановления оксидов, травления и пассивации. При температуре более 23°С снижается вязкость травителя, повышается скорость селективного травления германия.At an ambient temperature of less than 19 ° C, a slowdown in the rate of reactions of reduction of oxides, etching, and passivation is observed. At temperatures above 23 ° C, the viscosity of the etchant decreases, and the rate of selective etching of germanium increases.
Заявляемый способ предэпитаксиальной обработки полированных германиевых подложек ведут в несколько стадий: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляют погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2-4 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводят погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при следующем их соотношении (на литр раствора):The inventive method of pre-epitaxial processing of polished germanium substrates is carried out in several stages: the removal of natural oxide from the surface of germanium is carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2-4 minutes; Germany is purified from inorganic impurities by immersion of the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water in the following ratio (per liter of solution):
в течение 0,5-1,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляют в растворе соляной кислоты в течение 2-5 минут. Температура окружающей среды 19-23°С. Качество обработанной подложки из германия оценивают по отсутствию дефектов и оксидных пленок на поверхности ГП (по результатам сканирующей электронной, атомно-силовой микроскопии, а также по данным рентгеноспектрального анализа).within 0.5-1.5 minutes; passivation of the surface of germanium is carried out in a solution of hydrochloric acid for 2-5 minutes. The ambient temperature is 19-23 ° C. The quality of the treated germanium substrate is evaluated by the absence of defects and oxide films on the surface of the GP (according to the results of scanning electron, atomic force microscopy, and also according to X-ray spectral analysis).
Пример 1Example 1
Была осуществлена предэпитаксиальная обработка поверхности германиевых подложек. Процесс обработки осуществляли в несколько стадий: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при следующем их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial surface treatment of germanium substrates was carried out. The processing process was carried out in several stages: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersion of the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water in the following ratio (per liter of solution):
в течение 0,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 0.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; etching defects and oxide films were absent on the surface of the substrates.
Пример 2Example 2
Была осуществлена предэпитаксиальная обработка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 4 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при следующем их соотношении (на литр раствора):A pre-epitaxial surface treatment of the germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the natural oxide was removed from the germanium surface by immersing the substrate in a hydrochloric acid solution for 4 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersion of the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water in the following ratio (per liter of solution):
в течение 0,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 0.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; etching defects and oxide films were absent on the surface of the substrates.
Пример 3Example 3
Была осуществлена предэпитаксиальная обработка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):A pre-epitaxial surface treatment of the germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the removal of natural oxide from the germanium surface was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 1,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 1.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; etching defects and oxide films were absent on the surface of the substrates.
Пример 4Example 4
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 1,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 23°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 1.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 23 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; etching defects and oxide films were absent on the surface of the substrates.
Пример 5Example 5
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 4 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 4 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 1,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 23°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 1.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 23 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; etching defects and oxide films were absent on the surface of the substrates.
Пример 6Example 6
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 0,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 0.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; etching defects and oxide films were absent on the surface of the substrates.
Пример 7Example 7
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 0,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 0.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; etching defects and oxide films were absent on the surface of the substrates.
Пример 8Example 8
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 0,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 0.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; there were no etching defects and oxide films on the surface of the substrates.
Пример 9Example 9
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 0,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 0.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; etching defects and oxide films were absent on the surface of the substrates.
Пример 10Example 10
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 4 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 4 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 0,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 0.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; etching defects and oxide films were absent on the surface of the substrates.
Пример 11Example 11
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличительными признаками: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 4 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following distinctive features: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 4 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 1,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 1.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; there were no etching defects and oxide films on the surface of the substrates.
Пример 12Example 12
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 4 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 4 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 1,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 5 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствуют дефекты травления и оксидные пленки.within 1.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 5 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GPs corresponded to the requirements of epitaxial growth; there are no etching defects and oxide films on the surface of the substrates.
Пример 13Example 13
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 4 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 4 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 1,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 5 минут. Температура окружающей среды 23°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 1.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 5 minutes. Ambient temperature 23 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; there were no etching defects and oxide films on the surface of the substrates.
Пример 14Example 14
Была осуществлена предэпитаксиальная подготовка поверхности германиевых подложек из германия способом, описанным в примере 1, со следующими отличиями: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial preparation of the surface of germanium substrates from germanium was carried out by the method described in example 1, with the following differences: the natural oxide was removed from the surface of germanium by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersing the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water at their ratio (per liter of solution):
в течение 1,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 5 минут. Температура окружающей среды 23°С. Качество поверхности ГП соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек отсутствовали дефекты травления и оксидные пленки.within 1.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 5 minutes. Ambient temperature 23 ° C. The surface quality of the GP corresponded to the requirements of epitaxial growth; there were no etching defects and oxide films on the surface of the substrates.
Пример 15Example 15
Была осуществлена предэпитаксиальная обработка поверхности германиевых подложек. Процесс обработки осуществляли в несколько стадий: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при следующем их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial surface treatment of germanium substrates was carried out. The processing process was carried out in several stages: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersion of the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water in the following ratio (per liter of solution):
в течение 0,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП не соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек присутствовали следы неорганических примесей.within 0.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP did not meet the requirements of epitaxial growth; traces of inorganic impurities were present on the surface of the substrates.
Пример 16Example 16
Была осуществлена предэпитаксиальная обработка поверхности германиевых подложек. Процесс обработки осуществляли в несколько стадий: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при следующем их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial surface treatment of germanium substrates was carried out. The processing process was carried out in several stages: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersion of the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water in the following ratio (per liter of solution):
в течение 0,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 19°С. Качество поверхности ГП не соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек присутствовали многочисленные неровности и шероховатости.within 0.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 19 ° C. The surface quality of the GP did not meet the requirements of epitaxial growth; numerous irregularities and roughness were present on the surface of the substrates.
Пример 17Example 17
Была осуществлена предэпитаксиальная обработка поверхности германиевых подложек. Процесс обработки осуществляли в несколько стадий: удаление естественного оксида с поверхности германия осуществляли погружением подложки в раствор соляной кислоты на 2 минуты; очистку германия от неорганических примесей проводили погружением подложки в раствор, содержащий плавиковую кислоту, перекись водорода, винную кислоту и воду при следующем их соотношении (на литр раствора):Preepitaxial surface treatment of germanium substrates was carried out. The processing process was carried out in several stages: the removal of natural oxide from the surface of germanium was carried out by immersing the substrate in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes; Germany was purified from inorganic impurities by immersion of the substrate in a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide, tartaric acid and water in the following ratio (per liter of solution):
в течение 0,5 минут; пассивацию поверхности германия осуществляли в растворе соляной кислоты в течение 2 минут. Температура окружающей среды 15°С. Качество поверхности ГП не соответствовало требованиям эпитаксиального наращивания, на поверхности подложек присутствовали следы оксидов.within 0.5 minutes; passivation of the germanium surface was carried out in a solution of hydrochloric acid for 2 minutes. Ambient temperature 15 ° C. The surface quality of the GP did not meet the requirements of epitaxial growth; traces of oxides were present on the surface of the substrates.
Claims (1)
в течение 0,5-1,5 мин для удаления неорганических загрязнений и пассивацию поверхности подложки раствором соляной кислоты с концентрацией 30-40 мас.% в течение 2-5 мин. A method for pre-epitaxial treatment of the surface of a substrate from germanium, comprising sequential processing at a temperature of 19-23 ° C of the surface of the substrate with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 30-40 wt.% For 2-4 minutes to remove the oxide layer, a solution containing hydrofluoric acid, hydrogen peroxide , tartaric acid and water in the following ratio in terms of a liter of solution:
within 0.5-1.5 minutes to remove inorganic contaminants and passivation of the surface of the substrate with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 30-40 wt.% for 2-5 minutes
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011151265/28A RU2483387C1 (en) | 2011-12-14 | 2011-12-14 | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011151265/28A RU2483387C1 (en) | 2011-12-14 | 2011-12-14 | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2483387C1 true RU2483387C1 (en) | 2013-05-27 |
Family
ID=48792038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011151265/28A RU2483387C1 (en) | 2011-12-14 | 2011-12-14 | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2483387C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537743C1 (en) * | 2013-10-03 | 2015-01-10 | Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate |
| CN113718257A (en) * | 2021-08-24 | 2021-11-30 | 安徽光智科技有限公司 | Etching method of germanium ingot |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1593513A1 (en) * | 1988-08-22 | 1996-12-27 | О.С. Башевская | Method for pre-epitaxy cleaning of gallium arsenide plates |
| US7344999B2 (en) * | 2005-09-28 | 2008-03-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for cleaning substrate having exposed silicon and silicon germanium layers and related method for fabricating semiconductor device |
| RU2341848C1 (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-20 | Институт физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук | Electrical semiconductor surface passivation method |
| US7641738B2 (en) * | 2003-12-31 | 2010-01-05 | Commissariat A L'energie Atomique | Method of wet cleaning a surface, especially of a material of the silicon-germanium type |
-
2011
- 2011-12-14 RU RU2011151265/28A patent/RU2483387C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1593513A1 (en) * | 1988-08-22 | 1996-12-27 | О.С. Башевская | Method for pre-epitaxy cleaning of gallium arsenide plates |
| US7641738B2 (en) * | 2003-12-31 | 2010-01-05 | Commissariat A L'energie Atomique | Method of wet cleaning a surface, especially of a material of the silicon-germanium type |
| US7344999B2 (en) * | 2005-09-28 | 2008-03-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for cleaning substrate having exposed silicon and silicon germanium layers and related method for fabricating semiconductor device |
| RU2341848C1 (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-20 | Институт физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук | Electrical semiconductor surface passivation method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Н.Okumura. Applied Surface Science. V.125, 1998. p.125-128. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537743C1 (en) * | 2013-10-03 | 2015-01-10 | Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate |
| CN113718257A (en) * | 2021-08-24 | 2021-11-30 | 安徽光智科技有限公司 | Etching method of germanium ingot |
| CN113718257B (en) * | 2021-08-24 | 2023-11-07 | 安徽光智科技有限公司 | Method for etching germanium ingot |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8865509B2 (en) | Cleaning method of silicon substrate and manufacturing method of solar battery | |
| US6492283B2 (en) | Method of forming ultrathin oxide layer | |
| EP1737026B1 (en) | Method of surface treating III-V semiconductor compound based substrates and method of manufacturing III-V compound semiconductors | |
| EP2629319B1 (en) | Process for cleaning compound semiconductor wafer | |
| TWI475712B (en) | Method for fabricating wafer for photovoltaic cell, method for fabricating photovoltaic cell unit, and method for fabricating photovoltaic cell module | |
| US9673342B2 (en) | Textured silicon substrate and method | |
| CN110681624A (en) | Final cleaning method for silicon carbide single crystal polished wafer substrate | |
| US20150040983A1 (en) | Acidic etching process for si wafers | |
| TW200848560A (en) | GaAs semiconductor substrate and fabrication method thereof | |
| CN102500573A (en) | Method for cleaning alpha-Al2O3 monocrystal | |
| RU2323503C2 (en) | Method for treatment of single-crystalline silicon wafer surface | |
| WO1999004420A1 (en) | Process for cleaning silicon semiconductor substrates | |
| RU2483387C1 (en) | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate | |
| WO2011083719A1 (en) | Method and apparatus for etching of surface layer part of silicon wafer, and method for analysis of metal contamination in silicon wafer | |
| US20120129344A1 (en) | Process and apparatus for removal of contaminating material from substrates | |
| TWI605109B (en) | Wet etching surface treatment method and the method of preparing a porous silicon wafer | |
| Zhang et al. | Recent progress on critical cleaning of sapphire single-crystal substrates: A mini-review | |
| RU2319252C2 (en) | Method for cleaning silicon substrate surfaces | |
| JP5724718B2 (en) | Method for producing solar cell wafer, method for producing solar cell, and method for producing solar cell module | |
| RU2537743C1 (en) | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate | |
| JP7131513B2 (en) | Silicon sample pretreatment method, silicon sample metal contamination evaluation method, single crystal silicon ingot growth process evaluation method, single crystal silicon ingot manufacturing method, and silicon wafer manufacturing method | |
| JPH07211688A (en) | Production of compound semiconductor substrate | |
| CN114604860B (en) | Graphene film growth substrate and preparation method and application thereof | |
| EP0525455B1 (en) | Extrinsic gettering for a semiconductor substrate | |
| JP2001326209A (en) | Method for treating surface of silicon substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QA4A | Patent open for licensing |
Effective date: 20170119 |