RU2542894C1 - Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути - Google Patents
Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542894C1 RU2542894C1 RU2013147863/02A RU2013147863A RU2542894C1 RU 2542894 C1 RU2542894 C1 RU 2542894C1 RU 2013147863/02 A RU2013147863/02 A RU 2013147863/02A RU 2013147863 A RU2013147863 A RU 2013147863A RU 2542894 C1 RU2542894 C1 RU 2542894C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- etching
- polishing
- cadmium
- ethylene glycol
- methanol
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обработки поверхности теллурида кадмия-ртути химическим полирующим травлением. Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути включает компоненты при следующем соотношении, в объемных долях: метанол (95%) - 5, этиленгликоль - 13, бромистоводородная кислота (47%) - 2, перекись водорода (30%) - 1. Предложенный состав обеспечивает полирующее травление со скоростью не более 0,75 мкм/мин и позволяет получить поверхность теллурида кадмия-ртути с минимальной шероховатостью, в среднем не более 2 нм. 4 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к материаловедению полупроводниковых материалов и предназначено для использования в производстве различных фотоприемников на основе теллурида кадмия-ртути (CdHgTe), в частности к области обработки поверхности теллурида кадмия-ртути ориентации (310) химическим полирующим травлением.
От состояния поверхности полупроводникового материала, ее дефектности зависит качество пассивации и стабильность границы раздела CdHgTe/пассивирующий слой при изготовлении приборов. Для минимизации токов утечки на границе раздела CdHgTe/пассивирующий слой необходимо, чтобы перед проведением пассивации теллурида кадмия-ртути размеры шероховатостей поверхности были минимальны. Лучшим способом подготовки поверхности является полирующее травление.
Задачей данного изобретения является разработка состава травителя, который позволяет вести процесс полирующего травления теллурида кадмия-ртути со скоростью, обеспечивающей однородность травления.
Процесс полирующего травления осуществляется за счет относительно малого содержания растворителя по сравнению с окислителем, то есть процесс растворения полупроводникового материала протекает в диффузионном режиме, при этом вблизи поверхности образуется вязкая пленка из продуктов растворения полупроводникового материала. Растворение полупроводникового материала в системе кислот зависит от стадии окисления поверхности и последующего растворения окисла (в заявляемом изобретении растворение теллурида-кадмия ртути происходит за счет появления активного атомарного брома в процессе реакции взаимодействия: ). При диффузионном режиме радиус кривизны неровностей намного меньше толщины диффузионного слоя и подача реагента производится из глубины раствора, поэтому искривление растворяющейся поверхности не будет оказывать существенного влияния на скорость переноса вещества внутри диффузионного слоя.
Для растворения образующихся на поверхности оксидов целесообразно добавлять в травитель комплексообразователь (в заявляемом изобретении функцию комплексообразователей выполняют спирты).
Комплексообразователь способствует растворению продуктов реакции окисления путем образования хорошо растворимых комплексных соединений. Различные многоосновные спирты (например, этиленгликоль, глицерин), благодаря высокой вязкости и малой константе ионизации, уменьшают скорость растворения, что очень важно при полирующем травлении. Таким образом, процессы растворения полупроводниковых материалов в области полирующих составов протекают по окислительно-гидротационному механизму.
В кислых растворах подавляется диссоциация органических веществ, которые являются комплексообразователями. Поэтому на практике для достижения эффекта полирующего травления подбирается пара: неорганическая кислота - комплексообразователь.
Для теллурида кадмия-ртути наиболее распространены травители на основе брома в метаноле или бромистоводородной кислоты с добавлением этиленгликоля, глицерина. Известны составы для травления теллурида кадмия-цинка, которые также применяются и для травления теллурида кадмия-ртути, содержащие метанол, молочную кислоту, бром и этиленгликоль в различных соотношениях. Например, 5 объемных % (об.%) брома в метаноле +20 об.% молочной кислоты +2 об.% брома в этиленгликоле [Method for surface treatment of a cadmium zinc telluride crystal, US 5933706 A, дата публикации 3 авг. 1999, авторы изобретения: Burger A., Chang Н., Kuo-Tong Chen, James R.]. Для случая полирующего травления теллурида кадмия-ртути травитель этого состава неприемлем, так как характеризуется высокими скоростями (3-9 мкм/мин) травления.
Наиболее близким к изобретению является состав для полирующего травления теллурида кадмия-ртути на основе системы H2O2-HBr-растворитель, где в качестве растворителей используется вода, этиленгликоль [Томашик З.Ф., Гнатий И.И., Томашик В.Н., Стратийчук И.Б. Формирование полированных поверхностей монокристаллов CdxHg1-xTe травителями систем H2O2-HBr-растворитель. Тезисы докладов XIX Международной научно-технической конференции по фотоэлектронике и приборам ночного видения, Москва, 2006, стр.148-149]. Максимальное значение (≈23 мкм/мин) скорости травления характерна для растворов, обогащенных HBr, а минимальное (≈1 мкм/мин) - в растворах, содержащих наибольшее количество растворителя.
Недостатком травителя на основе такой системы является то, что при обработке в нем теллурида кадмия-ртути с ориентацией поверхности (310) шероховатость поверхности составляет не менее 7-10 нм (фиг.3), что не позволяет получать оптимальные электрофизические параметры на границе раздела CdHgTe/пассивирующий слой.
Задача изобретения - разработка состава для полирующего травления теллурида кадмия-ртути, который обеспечивает полирующее травление теллурида кадмия-ртути со скоростью не более vmax=0,75 мкм/мин и шероховатостью поверхности в среднем не более 2 нм.
Задача решается за счет того, что состав для полирующего травления теллурида кадмия-ртути, представляющий систему H2O2-HBr-этиленгликоль, согласно формуле изобретения дополнительно содержит метанол при следующем соотношении ингредиентов, объемные доли: этиленгликоль C2H4(OH)2 13, метанол CH3OH (95%) 5, бромистоводородная кислота HBr (47%) 2, перекись водорода H2O2 (30%) 1. Метанол, выполняя функции комплексообразователя, способствует растворению продуктов реакции окисления путем образования хорошо растворимых комплексных соединений.
Необходимость использования CH3OH обусловлена тем, что метанол смешивается в любых соотношениях с водой и органическими растворителями, а также его высокой активностью, связанной с малыми размерами молекул.
Метанол способствует растворению продуктов реакции окисления путем образования хорошо растворимых комплексных соединений. Это позволяет избежать загрязнений поверхности теллурида кадмия-ртути продуктами реакций травления. При соблюдении объемных соотношений C2H4(ОН)2 13, CH3OH (95%) 5, HBr (47%) 2, H2O2 (30%) 1 скорость травления составляет v≈0,65 мкм/мин, при этом шероховатость поверхности в среднем составляет менее 4-6 нм (фиг.2).
Таким образом, для осуществления полирующего травления состав отвечает следующим требованиям:
- процесс растворения полупроводникового материала протекает в диффузионном режиме, поэтому процесс полирования поверхности проходит с минимальной скоростью;
- за счет того, что радиус кривизны неровностей при дуффузионном режиме намного меньше толщины диффузионного слоя, искривление растворяющейся поверхности не будет оказывать существенного влияния на скорость переноса вещества внутри диффузионного слоя, и шероховатость поверхности будет минимальна.
Каждый из перечисленных признаков необходим, а вместе они достаточны для решения задачи изобретения.
Так, например, в состав многих травителей входит СН3ОН, однако, находясь в отличной от предлагаемой совокупности признаков, это приводит к отличному от достигаемого эффекту и не может быть использовано для неселективного, полирующего травления поверхности теллурида кадмия-ртути со скоростью не более vmax 0,7 мкм/мин. Только благодаря всей совокупности предлагаемых признаков, в результате взаимодействия всех компонентов, взятых в указанных пределах соотношений, удалось выявить новое свойство, состоящее в том, что представляется возможность проводить процесс растворения полупроводникового материала в диффузионном режиме. Это позволяет решить задачу изобретения. Таким образом, предлагаемое техническое решение удовлетворяет критерию изобретательского уровня.
Технический результат изобретения заключается в получении высококачественной поверхности теллурида кадмия-ртути с минимальной шероховатостью и высокими электрофизическими характеристиками для улучшения качества пассивации и стабилизации границы раздела CdHgTe/пассивирующий слой при изготовлении фотоэлектронных приборов.
Сущность изобретения: для полирующего травления теллурида кадмия-ртути используют состав, имеющий содержание следующих компонентов, в объемных долях: этиленгликоль - 13; метанол (95%) - 5; бромистоводородная кислота (47%) - 2; перекись водорода (30%) - 1.
В качестве примера осуществления изобретения приведем испытанный состав для полирующего травления теллурида кадмия-ртути в составе следующих компонентов, в объемных соотношениях: C2H4(OH)2 - 13, CH3OH (95%) - 5, HBr (47%) - 2, H2O2 (30%) - 1. В качестве образцов использовались эпитаксиальные структуры теллурида кадмия-ртути p-типа проводимости ориентации (310). Наличие полирующего эффекта травления устанавливалось наблюдением поверхности образцов после травления методом атомно-силовой микроскопии (АСМ). Скорость травления определялась при помощи анализа АСМ изображений профилей образцов после травления, поверхность которых перед травлением частично покрывалась фоторезистом. Сопоставление изображений «ступенек» на фиг.1 и фиг.2 показало, что при добавлении к системе H2O2-HBr-этиленгликоль метанола скорость травления уменьшается (время травления - 2 минуты). В предлагаемых соотношениях компонентов удалось осуществить полирующее травление поверхности теллурида-кадмия ртути ориентации (310) с максимальной скоростью порядка vmax≈0,7+0,05 мкм/мин.
Фиг.3 и фиг.4 показывают, что после травления в системе H2O2 - HBr - этиленгликоль - метанол шероховатость снижается не менее чем в три раза (среднее значение шероховатости 1,6 нм) по сравнению с травлением в системе H2O2 - HBr - этиленгликоль (среднее значение шероховатости - 6,339 нм). Данные, характеризующие шероховатость поверхности образцов, были получены при помощи программного обеспечения «Integra Maximus» (таблица 1).
Таким образом, предлагаемый состав позволяет получать полирующий эффект на образцах теллурида-кадмия ртути p-типа кристаллографической ориентации (310) при сохранении требуемой скорости процесса, чего не обеспечивал состав-прототип. Уменьшение шероховатости поверхности теллурида-кадмия ртути способствовало сокращению токов утечки на границе раздела CdHgTe/пассивирующий слой, что позволило повысить электрофизические характеристики приборов.
Таблица 1 | |||
Сравнительная характеристика шероховатости поверхности CdxHg1-xTe после воздействия полирующими травителями. Данные обработаны при помощи программного обеспечения «Integra Maximus» | |||
1 | Показатели | H2O2 - HBr -этиленгликоль - метанол | H2O2 - HBr -этиленгликоль |
2 | Amount of sampling (Объем выборки) | 65536 | 65536 |
3 | Мах (максимальное значение) | 5.935 nm | 10.954 nm |
4 | Min (минимальное значение) | 0.000 nm | 0.000 nm |
5 | Sy, Peak-to-peak (расстояние Мах-Min) | 5.935 nm | 10.954 nm |
6 | Mean Value (среднее значение шероховатостей поверхности) | 1.555 nm | 6.339 nm |
7 | Sa, Roughness average (среднее арифметическое отклонение профиля, Ra) | 0.678 nm | 1.325 nm |
8 | Sq, Root Mean Square (среднеквадратическое значение) | 0.892 nm | 1.660 nm |
9 | Second Moment (дисперсия) | 3.217 nm*nm | 42.948 nm*nm |
10 | Sdr, Surface Area Ratio (относительная погрешность по площади) | 0.0155% | 0.00715% |
Claims (1)
- Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути, включающий этиленгликоль, бромистоводородную кислоту, перекись водорода, отличающийся тем, что он дополнительно содержит метанол при следующем соотношении компонентов, в объемных долях: метанол (95%) - 5; этиленгликоль - 13; бромистоводородная кислота (47%) - 2; перекись водорода (30%) - 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147863/02A RU2542894C1 (ru) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013147863/02A RU2542894C1 (ru) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2542894C1 true RU2542894C1 (ru) | 2015-02-27 |
Family
ID=53290001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013147863/02A RU2542894C1 (ru) | 2013-10-25 | 2013-10-25 | Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2542894C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619423C1 (ru) * | 2016-06-06 | 2017-05-15 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути |
RU2627711C1 (ru) * | 2016-11-02 | 2017-08-10 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Состав полирующего травителя для химико-механической полировки теллурида кадмия-цинка |
RU2676626C1 (ru) * | 2018-02-19 | 2019-01-09 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ выявления дислокаций различного типа в структурах теллурида кадмия-ртути с кристаллографической ориентацией (310) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU577589A1 (ru) * | 1976-07-19 | 1977-10-25 | Государственный ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности | Полирующий травитель дл монокристаллов тройных твердых растворов ртутькадмий-теллур |
US4436580A (en) * | 1983-08-12 | 1984-03-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of preparing a mercury cadium telluride substrate for passivation and processing |
RU2097871C1 (ru) * | 1995-04-05 | 1997-11-27 | Институт физики полупроводников СО РАН | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРИЦ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ НА ПОДЛОЖКАХ CdXHg1XTe |
US5933706A (en) * | 1997-05-28 | 1999-08-03 | James; Ralph | Method for surface treatment of a cadmium zinc telluride crystal |
-
2013
- 2013-10-25 RU RU2013147863/02A patent/RU2542894C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU577589A1 (ru) * | 1976-07-19 | 1977-10-25 | Государственный ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности | Полирующий травитель дл монокристаллов тройных твердых растворов ртутькадмий-теллур |
US4436580A (en) * | 1983-08-12 | 1984-03-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Method of preparing a mercury cadium telluride substrate for passivation and processing |
RU2097871C1 (ru) * | 1995-04-05 | 1997-11-27 | Институт физики полупроводников СО РАН | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТРИЦ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ НА ПОДЛОЖКАХ CdXHg1XTe |
US5933706A (en) * | 1997-05-28 | 1999-08-03 | James; Ralph | Method for surface treatment of a cadmium zinc telluride crystal |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619423C1 (ru) * | 2016-06-06 | 2017-05-15 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути |
RU2627711C1 (ru) * | 2016-11-02 | 2017-08-10 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Состав полирующего травителя для химико-механической полировки теллурида кадмия-цинка |
RU2676626C1 (ru) * | 2018-02-19 | 2019-01-09 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ выявления дислокаций различного типа в структурах теллурида кадмия-ртути с кристаллографической ориентацией (310) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI475712B (zh) | 太陽電池用晶圓的製造方法、太陽電池單元的製造方法以及太陽電池模組的製造方法 | |
US20100068889A1 (en) | Particle-containing etching pastes for silicon surfaces and layers | |
RU2542894C1 (ru) | Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути | |
EP2575162B1 (fr) | Procédé de fabrication d'un dispositif semi-conducteur avec une étape de retrait sélective d'une couche de silicium germanium | |
US20110028000A1 (en) | Methods of etching silicon-containing films on silicon substrates | |
Poon et al. | Dopant Loss Mechanism in n+∕ p Germanium Junctions during Rapid Thermal Annealing | |
US9236509B2 (en) | Solar cells with patterned antireflective surfaces | |
JP2013004871A (ja) | 金属エッチング用組成物、および金属エッチング用組成物を用いた半導体装置の製造方法 | |
Hadjersi et al. | Blue luminescence from porous layers produced by metal-assisted chemical etching on low-doped silicon | |
JP7138273B2 (ja) | 被処理基板にシリコン膜を形成する方法 | |
WO2012023613A1 (ja) | テクスチャー形成用組成物、シリコン基板の製造方法、及びテクスチャー形成用組成物調製キット | |
EP0009677A1 (fr) | Solution quaternaire de décapage chimique du silicium et procédé de décapage utilisant une telle solution | |
JPS63274149A (ja) | 半導体処理剤 | |
US10865484B2 (en) | Solution and method for etching titanium based materials | |
RU2624839C1 (ru) | Способ формирования нитей кремния металл-стимулированным травлением с использованием серебра | |
Lai et al. | Chemical resistance of porous silicon: photolithographic applications | |
RU2627711C1 (ru) | Состав полирующего травителя для химико-механической полировки теллурида кадмия-цинка | |
RU2574459C1 (ru) | Состав полирующего травителя для химико-механической полировки теллурида кадмия-цинка | |
NO324780B1 (no) | Fremgangsmate for vatsyreetsing av AlGaInAsSb-strukturer og anvendelse av vatt, surt etsemiddel | |
US8513141B2 (en) | Defect etching of germanium | |
JPWO2020116270A1 (ja) | p型不純物拡散組成物とその製造方法、それを用いた半導体素子の製造方法および太陽電池 | |
Denysyuk | Chemical treatment of Cd1-xMnxTe single crystals with H2O2-HI-citric acid aqueous solutions | |
Korchnoy | Selective Etching of Heavily-Boron-Doped Si Substrate Using Lightly-Boron-Doped Si Epi as an Etch Stop Layer | |
US20230295499A1 (en) | Silicon etching liquid, and method for producing silicon device and method for processing silicon substrate, each using said etching liquid | |
JP5717743B2 (ja) | 太陽電池およびその製造方法、並びに太陽電池の製造装置 |