RU2537743C1 - 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
- RU2537743C1 RU2537743C1 RU2013144287/28A RU2013144287A RU2537743C1 RU 2537743 C1 RU2537743 C1 RU 2537743C1 RU 2013144287/28 A RU2013144287/28 A RU 2013144287/28A RU 2013144287 A RU2013144287 A RU 2013144287A RU 2537743 C1 RU2537743 C1 RU 2537743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- germanium
- substrates
- solution
- epitaxial
- 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 том числе каскадных фотопреобразователей на основе системы 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 GaAs / Ge system.
Как известно, качество процесса эпитаксии при формировании гетероструктуры на основе системы GaAs/Ge во многом зависит от качества подготовки поверхности подложки германия.As is known, the quality of the epitaxy process during the formation of a heterostructure based on the GaAs / Ge system largely depends on the quality of preparation of the surface of the germanium substrate.
В частности, наличие на поверхности германиевой подложки естественного слоя оксида германия и адсорбированных неорганических и органических примесей перед эпитаксиальным наращиванием приводит к существенному снижению выхода годных структур за счет ухудшения электрофизических характеристик структур.In particular, the presence on the surface of the germanium substrate of a natural layer of germanium oxide and adsorbed inorganic and organic impurities before epitaxial growth leads to a significant decrease in the yield of suitable structures due to the deterioration of the electrophysical characteristics of the structures.
С целью удаления слоя естественного окисла германия и адсорбированных неорганических и органических примесей используют различные методы очистки: сухие (ионное, газовое или плазмохимическое травление) и жидкостные (химическая обработка в органических, кислотных или аммиачно-перекисных растворах).In order to remove the layer of natural germanium oxide and adsorbed inorganic and organic impurities, various cleaning methods are used: dry (ionic, gas or plasma chemical etching) and liquid (chemical treatment in organic, acid or ammonia-peroxide solutions).
Известен способ подготовки полупроводниковых подложек, включающий механическое полирование и очистку поверхности с использованием ультразвука, химико-механическое полирование рабочей стороны подложек, после механического полирования и очистки поверхности на рабочей стороне подложек путем селективного или анизотропного химического травления на глубину нарушенного слоя формируют микрорельеф и обрабатывают подложки ультразвуком в течение 2,5÷3,0 час в деионизованной воде, а затем не позднее чем через сутки проводят химико-механическое полирование для удаления микрорельефа на рабочей стороне подложек [1].A known method of preparing semiconductor substrates, including mechanical polishing and surface cleaning using ultrasound, chemical-mechanical polishing of the working side of the substrates, after mechanical polishing and surface cleaning on the working side of the substrates by selective or anisotropic chemical etching to the depth of the damaged layer, a microrelief is formed and the substrates are treated with ultrasound for 2.5 ÷ 3.0 hours in deionized water, and then no later than a day later carry out chemical-mechanical f polishing to remove the microrelief on the working side of the substrates [1].
К недостаткам способа следует отнести его длительность и невысокую эффективность использования при очистке подложек германия, обусловленную высокими скоростями химического травления германия.The disadvantages of the method include its duration and low efficiency of use when cleaning germanium substrates, due to the high rates of chemical etching of germanium.
Известен способ предэпитаксиальной обработки поверхности германиевой подложки, заключающийся в обезжиривании германиевой подложки в органическом растворителе: четыреххлористом углероде (CCl4), изопропиловом спирте (C3H6OH) или ацетоне (C3H6O), затем травлении в растворе состава HF:H2O2:H2O=1:1:5 в течение двух минут и последующей обработке разбавленной плавиковой кислотой (HF) для удаления поверхностного окисла германия [2].There is a method of pre-epitaxial surface treatment of a germanium substrate, which consists in degreasing the germanium substrate in an organic solvent: carbon tetrachloride (CCl 4 ), isopropyl alcohol (C 3 H 6 OH) or acetone (C 3 H 6 O), then etching in a solution of HF composition: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 5 for two minutes and then treated with dilute hydrofluoric acid (HF) to remove surface germanium oxide [2].
К недостаткам данного способа следует отнести следующее:The disadvantages of this method include the following:
- повышенная поверхность германиевой подложки, обусловленная высокой скоростью травления германия (более 1 мкм/мин) при малой вязкости травильного раствора;- increased surface of the germanium substrate, due to the high etching rate of germanium (more than 1 μm / min) with a low viscosity of the etching solution;
- неполное удаление слоя окисла с поверхности германиевой подложки при использовании плавиковой кислоты;- incomplete removal of the oxide layer from the surface of the germanium substrate when using hydrofluoric acid;
- очищенная от окисной пленки поверхность подложки активно адсорбирует атомы водорода, который инициирует реакцию окисления, вследствие чего очищенная поверхность подложки вновь быстро покрывается окисной пленкой.- the surface of the substrate cleaned from the oxide film adsorbs hydrogen atoms actively, which initiates the oxidation reaction, as a result of which the cleaned surface of the substrate again quickly becomes coated with the oxide film.
Известен способ предэпитаксиальной обработки поверхности германиевой подложки, заключающийся сначала в очистке германиевой подложки от органических загрязнений, а затем - в удалении естественного слоя окисла германия [3].There is a method of pre-epitaxial surface treatment of a germanium substrate, which consists first in cleaning the germanium substrate from organic contaminants, and then in removing the natural layer of germanium oxide [3].
Очистка германиевой подложки от органических загрязнений осуществляется обработкой в течение 10 мин в метаноле (CH3OH), затем в дихлорметане (CH2Cl2), затем снова в метаноле (CH3OH).Purification of the germanium substrate from organic contaminants is carried out by treatment for 10 min in methanol (CH 3 OH), then in dichloromethane (CH 2 Cl 2 ), then again in methanol (CH 3 OH).
Естественный слой окисла германия с поверхности подложки удаляли кратковременным (несколько минут) опусканием подложки в раствор плавиковой кислоты (HF) с концентрацией 2,5 мас.%, после чего следовало окисление германия в растворе перекиси водорода (H2O2) с концентрацией 30 мас.% в течение 30 секунд с образованием на поверхности оксидной пленки, а затем растворение оксида в растворе соляной кислоты (HCl) с концентрацией 35 мас.% в течение 30 секунд.The natural layer of germanium oxide from the surface of the substrate was removed by briefly (several minutes) lowering the substrate into a solution of hydrofluoric acid (HF) with a concentration of 2.5 wt.%, Followed by oxidation of germanium in a solution of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) with a concentration of 30 wt. .% for 30 seconds with the formation of an oxide film on the surface, and then dissolving the oxide in a solution of hydrochloric acid (HCl) with a concentration of 35 wt.% for 30 seconds.
Процедура окисления-растворения повторяется три раза, на последнем этапе проводят пассивацию поверхности германиевой подложки, для чего подложку помещают на 1 минуту в водный раствор, содержащий гидроксид аммония (NH4OH) и перекись водорода (H2O2) в соотношении NH4OH:H2O2=1:2, где на поверхности германиевой подложки формировался технологический толстый слой оксида германия, защищающий подложку от примесей из атмосферы, который легко удаляется в эпитаксиальном реакторе газовым травлением.The oxidation-dissolution procedure is repeated three times, at the last stage passivation of the surface of the germanium substrate is carried out, for which the substrate is placed for 1 minute in an aqueous solution containing ammonium hydroxide (NH 4 OH) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) in the ratio of NH 4 OH : H 2 O 2 = 1: 2, where a technological thick layer of germanium oxide was formed on the surface of the germanium substrate, protecting the substrate from impurities from the atmosphere, which is easily removed by gas etching in the epitaxial reactor.
Недостатком способа является большое количество стадий обработки (более 10-ти) и значительная модификация поверхности германиевой подложки вследствие высокой скорости травления на последнем этапе.The disadvantage of this method is the large number of processing steps (more than 10) and a significant modification of the surface of the germanium substrate due to the high etching rate in the last stage.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ предэпитаксиальной обработки германиевой подложки, включающий удаление с поверхности подложки естественного окисла германия и очистку поверхности германия от неорганических загрязнений с последующей пассивацией поверхности германия при температуре 19÷23°C [4].The closest in technical essence and the achieved result is a method of pre-epitaxial processing of a germanium substrate, including the removal of natural germanium oxide from the surface of the substrate and cleaning the germanium surface from inorganic contaminants, followed by passivation of the germanium surface at a temperature of 19 ÷ 23 ° C [4].
Данный способ предэпитаксиальной обработки полированных германиевых подложек осуществляют при температуре окружающей среды 19÷23°C в 3 стадии:This method of pre-epitaxial processing of polished germanium substrates is carried out at an ambient temperature of 19 ÷ 23 ° C in 3 stages:
1-я стадия - удаление естественного оксида с поверхности германия погружением подложки в раствор соляной кислоты с концентрацией 30÷40 мас.% на 2÷4 минуты;1st stage - removal of natural oxide from the surface of germanium by immersion of the substrate in a solution of hydrochloric acid with a concentration of 30 ÷ 40 wt.% For 2 ÷ 4 minutes;
2-я стадия - очистка германия от неорганических примесей погружением подложки на 0,5÷1,5 минут в раствор, содержащий плавиковую кислоту (HF), перекись водорода (H2O2), винную кислоту (C4H6O6) и воду (H2O) при следующем их соотношении (на литр раствора):Stage 2 - purification of germanium from inorganic impurities by immersion of the substrate for 0.5 ÷ 1.5 minutes in a solution containing hydrofluoric acid (HF), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), tartaric acid (C 4 H 6 O 6 ) and water (H 2 O) in the following ratio (per liter of solution):
3-я стадия - пассивация поверхности подложки раствором соляной кислоты (HCl) с концентрацией 30÷40 мас.% в течение 2÷5 минут.3rd stage - passivation of the surface of the substrate with a solution of hydrochloric acid (HCl) with a concentration of 30 ÷ 40 wt.% For 2 ÷ 5 minutes.
На 1-й стадии происходит удаление слоя естественного окисла германия с поверхности подложки. При этом происходит удаление крупных частиц примеси с поверхности.At the 1st stage, the layer of natural germanium oxide is removed from the surface of the substrate. In this case, large impurity particles are removed from the surface.
На 2-й стадии происходит удаление оставшихся неорганических примесей, например, адсорбированных ионов железа (Fe), никеля (Ni), меди (Cu), а также углерода (C).At the 2nd stage, the removal of the remaining inorganic impurities, for example, adsorbed ions of iron (Fe), nickel (Ni), copper (Cu), as well as carbon (C).
Поскольку плавиковая (HF) и винная (C4H6O6) кислоты являются хорошими комплексообразователями для ионов металлов, они их связывают в устойчивые комплексы и уносят с поверхности германиевой подложки. Перекись водорода (H2O2) создает на поверхности германиевой подложки тонкий слой окисла германия, который далее растворяется при помощи вышеуказанных комплексообразователей. В результате такого процесса происходит также удаление с поверхности германия крепкосвязанного адсорбированного углерода (C).Since hydrofluoric (HF) and tartaric (C 4 H 6 O 6 ) acids are good complexing agents for metal ions, they bind them into stable complexes and carry them off the surface of the germanium substrate. Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) creates a thin layer of germanium oxide on the surface of the germanium substrate, which is then dissolved by the above complexing agents. As a result of this process, the strongly bonded adsorbed carbon (C) is also removed from the germanium surface.
Выбранный температурный диапазон на всех трех стадиях обработки составляет 19÷23°C (технологический температурный диапазон «гермозоны») и обусловлен тем, что при температуре окружающей среды менее 19°C наблюдается торможение скорости реакций восстановления оксидов, травления и пассивации, а при температуре более 23°C снижается вязкость травителей, повышается скорость селективного травления германия, что приводит к неконтролируемой модификации поверхности подложки.The selected temperature range at all three stages of processing is 19 ÷ 23 ° C (the technological temperature range is “hermetic zone”) and is due to the fact that at ambient temperatures less than 19 ° C there is a slowdown in the rate of oxide reduction, etching and passivation reactions, and at a temperature of more At 23 ° C, the viscosity of the etching agents decreases, and the rate of selective etching of germanium increases, which leads to uncontrolled modification of the substrate surface.
Качество обработанной подложки германия оценивают как визуально - по отсутствию дефектов (количеству светящихся точек и островков окисной пленки) на поверхности германиевой подложки, так и по данным рентгеноспектрального анализа при выборочном контроле.The quality of the treated germanium substrate is evaluated both visually - by the absence of defects (the number of luminous points and islands of the oxide film) on the surface of the germanium substrate, and by the data of x-ray spectral analysis with selective control.
Хотя по данному способу количество стадий обработки германиевой подложки удается снизить до трех, способ имеет один существенный недостаток: неконтролируемое селективное травление поверхности подложки при проведении процесса пассивации поверхности.Although this method can reduce the number of stages of processing a germanium substrate to three, the method has one significant drawback: uncontrolled selective etching of the surface of the substrate during the process of passivation of the surface.
Поскольку пассивация очищенной поверхности подложки германия осуществляется окунанием подложки в травитель, подложка находится в статическом (неподвижном) положении, и процесс растворения полупроводникового материала проходит неравномерно по всей поверхности подложки. Это объясняется различной концентрацией травильного раствора на различных участках поверхности, неравномерным выделением теплоты на неровностях поверхности подложки, неравномерным подводом травителя к разным участкам подложки.Since the passivated surface of the germanium substrate is passivated by dipping the substrate in the etchant, the substrate is in a static (fixed) position, and the process of dissolution of the semiconductor material is uneven over the entire surface of the substrate. This is explained by the different concentration of the etching solution on different parts of the surface, the uneven release of heat on the unevenness of the surface of the substrate, the uneven supply of the etchant to different parts of the substrate.
Задачей изобретения является упрощение процесса предэпитаксиальной обработки поверхности германиевой подложки за счет сокращения числа стадий обработки подложки при одновременном улучшении качества ее поверхности.The objective of the invention is to simplify the process of pre-epitaxial surface treatment of the germanium substrate by reducing the number of stages of processing the substrate while improving the quality of its surface.
Это достигается тем, что в способе предэпитаксиальной обработки поверхности подложки из германия, включающем осуществляемые при температуре 19÷23°C операцию удаления с поверхности подложки слоя естественного окисла германия, операцию очистки поверхности подложки от неорганических загрязнений и операцию пассивации поверхности подложки после очистки, операцию удаления слоя естественного окисла и операцию очистки поверхности подложки от неорганических загрязнений осуществляют в одну стадию на установке гидромеханической отмывки с использованием раствора NH4OH:H2O2:H2O=1:1:40 в течение 2÷5 мин. Операцию пассивации поверхности подложки не проводят.This is achieved by the fact that in the method of pre-epitaxial treatment of the surface of the substrate from germanium, including the operation of removing a layer of natural germanium oxide from the surface of the substrate at a temperature of 19 ÷ 23 ° C, the operation of cleaning the surface of the substrate from inorganic contaminants and the operation of passivation of the surface of the substrate after cleaning, the removal operation layer of natural oxide and the operation of cleaning the surface of the substrate from inorganic contaminants is carried out in one stage at the installation of hydromechanical washing using olzovaniem solution of NH 4 OH: H 2 O 2: H 2 O = 1: 1: 40 for 2 ÷ 5 min. The operation of passivation of the surface of the substrate is not carried out.
Сущность изобретения заключается в следующем. Как известно, гидромеханическая отмывка - это комплексный способ удаления микроскопических загрязнений с полированной поверхности пластин проточной деионизованной водой и мягкими вращающимися кистями или щетками из капрона или нейлона [5]. Наилучший результат получают при использовании кистей, изготовленных из беличьего меха. Крепление пластин осуществляется вакуумным присосом. Деионизованную воду подают на пластины под давлением 50÷200 кПа при расходе воды ~1 литр/мин.The invention consists in the following. As you know, hydromechanical washing is a comprehensive way to remove microscopic contaminants from the polished surface of plates with flowing deionized water and soft rotating brushes or brushes made of nylon or nylon [5]. The best result is obtained using brushes made of squirrel fur. The plates are fastened with a suction cup. Deionized water is supplied to the plates at a pressure of 50 ÷ 200 kPa at a water flow rate of ~ 1 liter / min.
Предварительно, чтобы ослабить связи загрязнений с поверхностью и облегчить из механическое удаление, пластины обрабатывают в кислотах или растворителях.Preliminarily, in order to weaken the bonds of contaminants with the surface and to facilitate mechanical removal, the plates are processed in acids or solvents.
В предлагаемом способе при замене деионизованной воды химическим травителем (аммиачно-перекисным раствором состава NH4OH:H2O2:H2O=1:1:40) оказалось возможным совместить операции удаления окисла германия с поверхности подложки и операцию удаления перешедших в аммиачно-перекисный раствор загрязнений.In the proposed method, when replacing deionized water with a chemical etching agent (ammonia-peroxide solution of the composition NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 40), it was possible to combine the operations of removing germanium oxide from the surface of the substrate and the operation of removing converted to ammonia peroxide solution of pollution.
Состав используемого раствора (NH4OH:H2O2:H2O=1:1:40) и длительность обработки (2÷5 мин) установлены экспериментально из условий гарантированного удаления с поверхности подложки слоя естественного окисла германия и загрязняющих примесей при отсутствии процесса селективного травления подложки после удаления окисла.The composition of the solution used (NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 40) and the processing time (2–5 min) were determined experimentally from the conditions of guaranteed removal of a layer of natural germanium oxide and contaminants from the substrate surface in the absence of the process of selective etching of the substrate after removal of the oxide.
Данный способ позволяет как минимум втрое уменьшить длительность предэпитаксиальной обработки подложек германия при одновременном улучшении качества ее поверхности.This method allows at least a three-fold reduction in the duration of pre-epitaxial treatment of germanium substrates while improving its surface quality.
В известных науке и технике решениях аналогичной задачи не обнаружено использование для предэпитаксиальной обработки поверхности германиевой подложки одностадийного процесса обработки на установке гидромеханической отмывки с использованием раствора NH4OH:H2O2:H2O=1:1:40 в течение 2÷5 мин.In the solutions of a similar problem known to science and technology, the use of a one-stage processing process for hydro-mechanical washing using a solution of NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 40 for 2 ÷ 5 was not found for pre-epitaxial surface treatment of the germanium substrate min
Пример выполненияExecution example
Для формирования эпитаксиальных структур на основе GaAs/Ge были изготовлены полированные подложки германия ориентации (100) из слитков германия марки ГН0,03-0,06(001)⌀100 мм.To form GaAs / Ge-based epitaxial structures, polished (100) germanium substrates of germanium ingots of the GN0.03-0.06 (001) ⌀100 mm grade were manufactured.
Процесс изготовления подложек осуществлялся следующим образом:The manufacturing process of the substrates was carried out as follows:
- резка слитка германия на подложки толщиной 420÷440 мкм;- cutting a germanium ingot onto substrates with a thickness of 420-440 microns;
- двухсторонняя шлифовка подложек на станке «Peter Wolters» с использованием шлифовального порошка PWA 15(«Fujimi») до толщины 360±10 мкм;- double-sided grinding of substrates on the Peter Wolters machine using PWA 15 grinding powder (Fujimi) to a thickness of 360 ± 10 microns;
- травление шлифованных подложек в смеси 0,1 N раствора едкого натра (NaOH) и 30% раствора перекиси водорода (H2O2);- etching of polished substrates in a mixture of 0.1 N sodium hydroxide solution (NaOH) and 30% hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 );
- подложки после шлифования протравливались до толщины 20÷25 мкм, после чего склеивались с кремниевыми пластинами-носителями толщиной 400 мкм с помощью водорастворимой клеящей мастики;- after grinding, the substrates were etched to a thickness of 20–25 μm, after which they were glued to silicon carrier plates with a thickness of 400 μm using a water-soluble adhesive mastic;
- наклеенные на пластины-носители подложки германия подвергались двухстадийному химико-механическму полированию, которое проводилось на станке 101М3.105.004 с использованием полировального материала «Ciegal 7355-000F» как на 1-й, так и на 2-й стадиях полирования, причем в конце 2-й стадии подавался раствор сульфаминовой кислоты (NH2SO3H) в качестве нейтрализатора. В качестве полирующей суспензии использовалась смесь двух компонентов: состава полирующего «Bindzil EB6020» и гипохлорита натрия (NaOCl), смешивание которых происходило непосредственно на полировальном столе. Перед процессом полирования пластины германия, наклеенные на кремниевые пластины-носители, были помещены в отверстия сепараторов, расположенных на металлических блоках;- the germanium substrates glued to the carrier plates were subjected to two-stage chemical-mechanical polishing, which was carried out on a 101M3.105.004 machine using Ciegal 7355-000F polishing material both at the 1st and 2nd polishing stages, and at the end Stage 2 was fed a solution of sulfamic acid (NH 2 SO 3 H) as a neutralizer. A mixture of two components was used as a polishing suspension: the composition of the polishing “Bindzil EB6020” and sodium hypochlorite (NaOCl), the mixing of which took place directly on the polishing table. Before the polishing process, germanium wafers glued to silicon carrier wafers were placed in the holes of separators located on metal blocks;
- перед окончательной химотмывкой наклеенные на кремниевые пластины-носители подложки германия помещались в ванну с деионизованной водой, где происходило естественное разделение подложек и пластин-носителей за счет растворения клеящей мастики.- before the final chemical washing, the germanium substrates glued onto the silicon carrier plates were placed in a bath with deionized water, where the substrates and carrier plates were naturally separated by dissolving the adhesive mastic.
После полирования было проведено 2 этапа химической отмывки подложек в ультразвуковой ванне с использованием щелочного раствора едкого кали (KOH), а затем - водного раствора тринатрийфосфата (Na3PO4) и трилона «Б», после чего была проведена гидромеханическая отмывка подложек на кистемоечной машине также с использованием водного раствора тринатрийфосфата (Na3PO4) и трилона «Б».After polishing, 2 stages of chemical washing of the substrates in an ultrasonic bath were carried out using an alkaline solution of potassium hydroxide (KOH), followed by an aqueous solution of trisodium phosphate (Na 3 PO 4 ) and Trilon B, after which hydromechanical washing of the substrates was carried out using a systematic machine also using an aqueous solution of trisodium phosphate (Na 3 PO 4 ) and Trilon "B".
В результате были получены полированные подложки германия ⌀100 мм ориентации (100) толщиной 300±10 мкм.As a result, polished germanium substrates of ⌀100 mm orientation (100) with a thickness of 300 ± 10 μm were obtained.
Непосредственно перед загрузкой в реактор эпитаксиальной установки подложки проходили предэпитаксиальную обработку по заявляемому способу: гидромеханическую отмывку с использованием раствора NH4OH:H2O2:H2O=1:1:40 в течение 2÷5 мин. Обработка осуществлялась с использованием беличьих кистей.Immediately before loading the substrate into the reactor of the epitaxial installation, pre-epitaxial treatment was carried out according to the claimed method: hydromechanical washing using a solution of NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 40 for 2 ÷ 5 minutes Processing was carried out using squirrel brushes.
На указанных подложках проводилось наращивание слоя GaAs на установке «AIXTRON» методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (МОСГФЭ). В качестве реагентов использовали триэтилгаллий Ga(C2H5)3 и арсин (AsH3), газом-носителем служил водород (H2).On the indicated substrates, a GaAs layer was grown on the AIXTRON installation by the method of gas-phase epitaxy from organometallic compounds (MOSHFE). Triethyl gallium Ga (C 2 H 5 ) 3 and arsine (AsH 3 ) were used as reagents; the carrier gas was hydrogen (H 2 ).
Из полученных эпитаксиальных структур были изготовлены 3-переходные солнечные элементы (СЭ) GaAs/Ge.3-transition GaAs / Ge solar cells (SCs) were fabricated from the resulting epitaxial structures.
Оценка качества поверхности и электрофизических характеристик полученных СЭ проводилась в сравнении с аналогичными СЭ GaAs/Ge фирмы «АХТ Inc.».The surface quality and electrophysical characteristics of the obtained SCs were evaluated in comparison with similar GaAs / Ge SCs from AHT Inc.
Качество поверхности выращенного слоя GaAs на подложках оценивалась по полученной методом рентгеновской дифрактометрии (XRD) полуширине кривой качания GaAs, величина которой составила около 25″, что соответсвовало уровню лучших зарубежных образцов (в частности, образцов GaAs/Ge фирмы «АХТ Inc.»).The surface quality of the grown GaAs layer on the substrates was evaluated using the XRD method of the half-width of the GaAs rocking curve, which amounted to about 25 ″, which corresponded to the level of the best foreign samples (in particular, GaAs / Ge samples from AXT Inc.).
Измеренная средняя эффективность СЭ, изготовленных на подложках по заявляемому методу, оказалась ~0,99%, средняя эффективность СЭ фирмы «АХТ Inc.» оказалась ~0,988%.The measured average efficiency of solar cells manufactured on substrates by the claimed method turned out to be ~ 0.99%, the average efficiency of solar cells manufactured by AHT Inc. was ~ 0.988%.
Полученные сравнительные результаты позволяют утверждать, что заявляемый способ обеспечивает высокое качество поверхности подложек германия при проведении одностадийной предэпитаксиальной обработки на установке гидромеханической отмывки с использованием раствора NH4OH:H2O2:H2O=1:1:40 без пассивации поверхрности подложки.The obtained comparative results suggest that the inventive method provides a high surface quality of germanium substrates when performing a one-stage pre-epitaxial treatment at a hydromechanical washing unit using a solution of NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 1: 40 without passivation of the surface of the substrate.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2072585 от 27.01.1997 г.1. RF patent No. 2072585 dated 01/27/1997
2. 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, Volume 59, (1999), p.1926.2. 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, Volume 59, (1999), p. 1926.
3. H. Okumura, T. Akane, S. Matsumoto. «Carbon contamination free Ge (100) surface cleaning for МВЕ». - Applied Surface Science, Volume 125, Issue 1, (1998), pp.125÷128.3. H. Okumura, T. Akane, S. Matsumoto. "Carbon contamination free Ge (100) surface cleaning for MBE." - Applied Surface Science, Volume 125, Issue 1, (1998), pp. 125 ÷ 128.
4. Патент РФ №2483387 от 14.12.2011 г. - прототип.4. RF patent No. 2483387 dated 12/14/2011 - the prototype.
5. М. Шмаков, В. Паршин, А. Смирнов. «Очистка поверхности пластин и подложек». - Технологии в электронной промышленности, №5, (2008), с.76÷80.5. M. Shmakov, V. Parshin, A. Smirnov. "Cleaning the surface of plates and substrates." - Technologies in the electronic industry, No. 5, (2008), pp. 76 ÷ 80.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013144287/28A RU2537743C1 (en) | 2013-10-03 | 2013-10-03 | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013144287/28A RU2537743C1 (en) | 2013-10-03 | 2013-10-03 | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2537743C1 true RU2537743C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53287862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013144287/28A RU2537743C1 (en) | 2013-10-03 | 2013-10-03 | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2537743C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2072585C1 (en) * | 1994-02-08 | 1997-01-27 | Научно-исследовательский институт измерительных систем | Method of preparation of semiconductor substrates |
| US6927176B2 (en) * | 2000-06-26 | 2005-08-09 | Applied Materials, Inc. | Cleaning method and solution for cleaning a wafer in a single wafer process |
| US7232759B2 (en) * | 2004-10-04 | 2007-06-19 | Applied Materials, Inc. | Ammonium hydroxide treatments for semiconductor substrates |
| 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 |
| RU2483387C1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate |
-
2013
- 2013-10-03 RU RU2013144287/28A patent/RU2537743C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2072585C1 (en) * | 1994-02-08 | 1997-01-27 | Научно-исследовательский институт измерительных систем | Method of preparation of semiconductor substrates |
| US6927176B2 (en) * | 2000-06-26 | 2005-08-09 | Applied Materials, Inc. | Cleaning method and solution for cleaning a wafer in a single wafer process |
| US7232759B2 (en) * | 2004-10-04 | 2007-06-19 | Applied Materials, Inc. | Ammonium hydroxide treatments for semiconductor substrates |
| 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 |
| RU2483387C1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-05-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI520203B (en) | Inspection method of compound semiconductor substrate, compound semiconductor substrate, surface treatment method of compound semiconductor substrate, and method of producing compound semiconductor crystal | |
| US7432186B2 (en) | Method of surface treating substrates and method of manufacturing III-V compound semiconductors | |
| CN101314211B (en) | Compound semiconductor substrate, method of polishing the same, epitaxial substrate andmethod for manufacturing compound semiconductor | |
| JP4889691B2 (en) | Method for cleaning semiconductor wafers using a cleaning solution | |
| CN106605291B (en) | Method for cleaning aluminum nitride single crystal substrate and laminate | |
| WO2011021691A1 (en) | Method for producing epitaxial silicon wafer | |
| JP2007234952A (en) | Manufacturing method of compound semiconductor, surface treatment method of compound semiconductor substrate, compound semiconductor substrate, and semiconductor wafer | |
| CN113690128A (en) | Method for cleaning indium phosphide wafer | |
| JP5275585B2 (en) | Epitaxial silicon wafer manufacturing method | |
| US20120129344A1 (en) | Process and apparatus for removal of contaminating material from substrates | |
| RU2537743C1 (en) | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate | |
| Zhang et al. | Recent progress on critical cleaning of sapphire single-crystal substrates: A mini-review | |
| WO2012001874A1 (en) | Method for cleaning semiconductor wafer for solar cell substrate | |
| JP4857738B2 (en) | Semiconductor wafer cleaning method and manufacturing method | |
| RU2483387C1 (en) | Method for pre-epitaxial treatment of surface of germanium substrate | |
| Kim et al. | Adsorption of sodium dodecyl sulfate on cleaning of an N-polar GaN surface in an alkaline solution | |
| JP6421505B2 (en) | Method for manufacturing sapphire substrate | |
| JP2006228963A (en) | Method of manufacturing semiconductor wafer | |
| JPH07211688A (en) | Production of compound semiconductor 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 | |
| DE10212657A1 (en) | Wet chemical cleaning of a silicon wafer comprises initially contacting a hydrophobic surface partially covered with polishing agent, and contacting with an aqueous solution containing an oxidant | |
| Fano et al. | Alkaline Texturing | |
| JP2011044606A (en) | Method for manufacturing epitaxial silicon wafer | |
| JP2010132472A (en) | Growth method of gallium nitride crystal and production method of gallium nitride crystal | |
| JP2010132471A (en) | Growth method of gallium nitride crystal and production method of gallium nitride crystal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151004 |