RU2619423C1 - Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути - Google Patents
Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619423C1 RU2619423C1 RU2016122403A RU2016122403A RU2619423C1 RU 2619423 C1 RU2619423 C1 RU 2619423C1 RU 2016122403 A RU2016122403 A RU 2016122403A RU 2016122403 A RU2016122403 A RU 2016122403A RU 2619423 C1 RU2619423 C1 RU 2619423C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cadmium
- etching
- composition
- solution
- selective etching
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 11
- DGJPPCSCQOIWCP-UHFFFAOYSA-N cadmium mercury Chemical compound [Cd].[Hg] DGJPPCSCQOIWCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 15
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 claims description 16
- MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N cadmium;mercury;tellurium Chemical compound [Cd]=[Te]=[Hg] MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- -1 chromium oxide (VI) Chemical compound 0.000 claims 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 36
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract description 2
- XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N telluride(2-) Chemical compound [Te-2] XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000489861 Maximus Species 0.000 description 2
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
- C23F1/10—Etching compositions
- C23F1/14—Aqueous compositions
- C23F1/16—Acidic compositions
- C23F1/30—Acidic compositions for etching other metallic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Weting (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обработки поверхности теллурида кадмия-ртути ориентации (310) химическим селективным травлением. Cостав для селективного травления теллурида кадмия-ртути содержит ингредиенты при следующем соотношении, в объемных долях: 25%-ный водный раствор оксида хрома (VI) (CrO3) – 24, концентрированная соляная кислота (HCl) – 1, 5%-ный раствор лимонной кислоты – 8. Предложенный состав обеспечивает селективное травление теллурида кадмия-ртути с образованием треугольных ямок травления. 2 ил.
Description
Изобретение относится к материаловедению полупроводниковых материалов и предназначено для контроля качества пластин на основе теллурида кадмия-ртути (CdHgTe), применяемых в производстве фотоприемников, в частности для выявления плотности дислокаций в слоях CdHgTe кристаллографической ориентации (310) при помощи химического селективного травления поверхности пластин.
От плотности дислокаций в полупроводниковом материале зависит качество р-n-перехода при изготовлении фотоприемных приборов. Для минимизации токов утечек, «темновых» токов в области р-n-перехода необходимо, чтобы плотность дислокаций теллурида кадмия-ртути не превышала порядка 106 на см2. Одним из способов контроля плотности дислокаций является селективное травление, в результате которого образуются фигуры травления на поверхности пластины (треугольники - для пластин ориентации (310)).
Целью данного изобретения является разработка состава травителя, который позволяет получать на поверхности полупроводника хорошо идентифицируемые (дифференцируемые) фигуры травления (ямки травления).
Обычно вдоль дислокационных линий происходит сегрегация примесей, находящихся в растущих слоях полупроводникового материала. Процесс селективного травления осуществляется за счет различных скоростей травления атомов примесей и собственных атомов полупроводникового материала. При этом процесс окисления и переноса атомов примесей протекает в кинетическом режиме химического травления, в то время как травление полупроводникового материала осуществляется в диффузионном режиме. Скорость растворения полупроводника в процессе химического травления зависит от характера и прочности химических связей, ширины запрещенной зоны полупроводникового соединения и т.д. Характер воздействия травителя определяется соотношением компонентов раствора между окислителем и растворителем, что обуславливает механизм физико-химического взаимодействия полупроводника с компонентами травителя.
Для растворения образующихся на поверхности оксидов целесообразно добавлять в травитель комплексообразователь (в заявляемом изобретении функцию комплексообразователя выполняет раствор лимонной кислоты). Комплексообразователь способствует растворению продуктов реакции окисления путем образования хорошо растворимых комплексных соединений. Различные органические кислоты (например, лимонная, щавелевая или d-винная), увеличивают скорость растворения полупроводникового материала в областях дислокаций, что очень важно при селективном травлении.
Для теллурида кадмия-ртути наиболее распространены травители на основе оксида хрома (VI), соляной кислоты и воды. Для случая селективного травления теллурида кадмия-ртути травитель этого состава не является оптимальным, так как приводит к дополнительному «растраву» фигур травления на поверхности, что влечет за собой невозможность визуального контроля ямок травления.
Наиболее близким к изобретению является состав для селективного травления теллурида кадмия-ртути на основе системы, например, 60 см3 5 М раствора оксида хрома (VI), 25 см3 соляной кислоты и 90 см3 воды, где в качестве растворителей используется вода [H.F. Schaake, A.J. Lewis. Mater. Res Soc. Symp. Proc (USA), vol. 14 (1983), p. 301].
Недостатком травителя на основе такой системы является то, что при обработке в нем теллурида кадмия-ртути с ориентацией поверхности (310) «подтравы» фигур травления затрудняют получить достаточно четко идентифицируемое изображение треугольных ямок травления на поверхности пластины (фиг. 1).
На фиг. 1 представлено изображение поверхности эпитаксиальной структуры CdxHg1-xTe после селективного травления в течение 45 секунд в системе: 24 об. доля CrO3; 1 об. доля HCl; 8 об. долей H2O, полученное на атомно-силовом микроскопе «Integra Maximus».
Задача изобретения - разработка состава для селективного травления теллурида кадмия-ртути, который обеспечивает селективное травление поверхности пластин теллурида кадмия-ртути ориентации (310) с образованием четко различимых треугольных ямок травления.
Задача решается за счет того, что состав для селективного травления теллурида кадмия-ртути, представляющий систему CrO3-HCl, согласно формуле изобретения дополнительно содержит раствор органической (лимонной) кислоты при следующем соотношении ингредиентов, объемные доли: 25% водный раствор оксида хрома (VI) (CrO3) - 24; концентрированная соляная кислота (HCl) - 1; 5% раствор лимонной кислоты - 8.
Таким образом, для осуществления селективного травления состав отвечает следующим требованиям:
- процесс растворения атомов примесей, сегрегирующих в местах выходов дислокаций на поверхность полупроводникового материала, протекает кинетическом режиме, поэтому процесс селективного травления поверхности в местах выхода дислокаций проходит с максимальной скоростью;
- процесс растворения полупроводникового материала осуществляется в диффузионном режиме, что позволяет избежать «подтравов» фигур травления и получить четко идентифицируемые треугольные ямки травления.
Каждый из перечисленных признаков необходим, а вместе они достаточны для решения задачи изобретения.
Сущность изобретения: для селективного травления теллурида кадмия-ртути используют раствор, имеющий содержание следующих компонентов, в объемных долях: 25% водный раствор оксида хрома (VI) (CrO3) - 24, концентрированная соляная кислота (HCl) - 1, 5% раствор лимонной кислоты - 8.
В качестве примера осуществления изобретения приведем испытанный состав для селективного травления теллурида кадмия-ртути в составе следующих компонентов, в объемных соотношениях: 25%-ного водного раствора оксида хрома (VI) (CrO3) - 24 об. доли; концентрированной соляной кислоты (HCl) - 1 об. доля; 5%-ного раствора органической кислоты - 8 об. долей. В качестве образцов использовались эпитаксиальные структуры теллурида кадмия-ртути кристаллографической ориентации (310). Наличие селективного эффекта травления устанавливалось наблюдением поверхности образцов после травления методом атомно-силовой микроскопии (АСМ).
Фиг. 2 показывает, что после травления эпитаксиальной структуры теллурида кадмия-ртути ориентации (310) в системе 25% раствор CrO3 (VI) - концентрированная HCl - 5% раствор лимонной кислоты на поверхности появляются более четко идентифицируемые треугольные ямки травления, чем после травления в ранее предлагаемом травителе [H.F. Schaake, A.J. Lewis. Mater. Res. Soc. Symp. Proc (USA), vol. 14 (1983), p. 301] (Фиг. 1).
На фиг. 2 представлено изображение поверхности эпитаксиальной структуры CdxHg1-xTe после селективного травления в течение 45 с в системе: 24 об. доля CrO3; 1 об. доля HCl; 8 об. долей 5% водного раствора лимонной кислоты, полученное на атомно-силовом микроскопе «Integra Maximus».
Таким образом, предлагаемый состав позволяет получать селективный эффект на образцах теллурида-кадмия ртути кристаллографической ориентации (310).
Claims (1)
- Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути, включающий оксид хрома (VI), соляную кислоту, отличающийся тем, что он дополнительно содержит раствор лимонной кислоты при следующем соотношении компонентов, в объемных долях: 25%-ный водный раствор оксида хрома (VI) (CrO3) – 24, концентрированная соляная кислота (HCl) – 1, 5%-ный раствор лимонной кислоты – 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016122403A RU2619423C1 (ru) | 2016-06-06 | 2016-06-06 | Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016122403A RU2619423C1 (ru) | 2016-06-06 | 2016-06-06 | Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2619423C1 true RU2619423C1 (ru) | 2017-05-15 |
Family
ID=58715938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016122403A RU2619423C1 (ru) | 2016-06-06 | 2016-06-06 | Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2619423C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU557435A1 (ru) * | 1976-03-25 | 1977-05-05 | Государственный Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Проектный Институт Редкометаллической Промышленности | Травитель дл вы влени дислокаций в монокристаллах твердых растворов ртуть-кадмий-теллур |
| 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 |
| JPS5979530A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体結晶のエツチング液 |
| RU2033658C1 (ru) * | 1993-06-21 | 1995-04-20 | Научно-исследовательский институт материалов электронной техники | Травитель для химического полирования подложек из теллурида кадмия |
| RU2542894C1 (ru) * | 2013-10-25 | 2015-02-27 | Открытое акционерное общество "НПО "Орион" | Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути |
-
2016
- 2016-06-06 RU RU2016122403A patent/RU2619423C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU557435A1 (ru) * | 1976-03-25 | 1977-05-05 | Государственный Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Проектный Институт Редкометаллической Промышленности | Травитель дл вы влени дислокаций в монокристаллах твердых растворов ртуть-кадмий-теллур |
| 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 |
| JPS5979530A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体結晶のエツチング液 |
| RU2033658C1 (ru) * | 1993-06-21 | 1995-04-20 | Научно-исследовательский институт материалов электронной техники | Травитель для химического полирования подложек из теллурида кадмия |
| RU2542894C1 (ru) * | 2013-10-25 | 2015-02-27 | Открытое акционерное общество "НПО "Орион" | Состав полирующего травителя для теллурида кадмия-ртути |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
|---|---|---|
| CN103797568B (zh) | 用于挠性电子装置的高吞吐量外延剥离 | |
| US20070190787A1 (en) | Method for etching silicon-germanium in the presence of silicon | |
| JP2007234952A (ja) | 化合物半導体基板の表面処理方法、化合物半導体の製造方法、化合物半導体基板、および半導体ウエハ | |
| Skibitzki et al. | Structural and optical characterization of GaAs nano-crystals selectively grown on Si nano-tips by MOVPE | |
| RU2619423C1 (ru) | Состав селективного травителя для теллурида кадмия-ртути | |
| Kumar et al. | Sacrificial etching of Al x Ga 1-x As for III–V MEMS surface micromachining | |
| Gannon et al. | A chemical etchant for the selective removal of GaAs through SiO2 masks | |
| RU2676626C1 (ru) | Способ выявления дислокаций различного типа в структурах теллурида кадмия-ртути с кристаллографической ориентацией (310) | |
| US11639558B2 (en) | Method for producing a semiconductor wafer composed of monocrystalline silicon | |
| US20060144823A1 (en) | Etching solution for D-defect evaluation in silicon wafer and evaluation method using the same | |
| JP4973629B2 (ja) | 基板処理装置及びシリコン基板の不純物分析方法 | |
| Souriau et al. | A wet etching technique to reveal threading dislocations in thin germanium layers | |
| Sheng et al. | Influence of HF etching time and concentration on Si wafer in the mixture solution of HF/HNO3/CH3COOH | |
| Kolbesen et al. | Delineation of crystalline defects in semiconductor substrates and thin films by chemical etching techniques | |
| Kreiliger et al. | Epitaxial Ge-crystal arrays for X-ray detection | |
| JP2006228963A (ja) | 半導体ウエハの製造方法 | |
| KR20210082371A (ko) | 에칭액, 및 반도체 소자의 제조 방법 | |
| Bagai et al. | Nature of the crystallographic defects on the (111) Te surface of CdTe delineated by preferential etching | |
| US20240114804A1 (en) | Method for preparing multi-superconducting material layers, quantum device and quantum chip | |
| JP2626715B2 (ja) | ＣｄＴｅ結晶用エッチング液 | |
| JP2019149416A (ja) | エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法及びエピタキシャルシリコンウェーハ | |
| JP2019050322A (ja) | シリコン中の炭素測定方法 | |
| Shin et al. | Growth of high quality Ge layer on silica nano-spheres integrated Ge/Si template using UHV-CVD | |
| JP7279753B2 (ja) | シリコンウェーハの洗浄方法および製造方法 | |
| Ikossi‐Anastasiou et al. | Wet Chemical Etching with Lactic Acid Solutions for InP‐based Semiconductor Devices |