RU2676626C1 - Method for determining dislocations of different type in cadmium mercury telluride structures with crystallographic orientation (310) - Google Patents
Method for determining dislocations of different type in cadmium mercury telluride structures with crystallographic orientation (310) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2676626C1 RU2676626C1 RU2018106207A RU2018106207A RU2676626C1 RU 2676626 C1 RU2676626 C1 RU 2676626C1 RU 2018106207 A RU2018106207 A RU 2018106207A RU 2018106207 A RU2018106207 A RU 2018106207A RU 2676626 C1 RU2676626 C1 RU 2676626C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- etching
- dislocations
- etchant
- volume fractions
- selective
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N cadmium;mercury;tellurium Chemical group [Cd]=[Te]=[Hg] MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 50
- 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 21
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 19
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 14
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011549 displacement method Methods 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 241000489861 Maximus Species 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005893 bromination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000001886 ion microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000004943 liquid phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 1
- 239000012089 stop solution Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing 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
- H01L21/30604—Chemical etching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Weting (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к материаловедению полупроводников и предназначено для контроля качества выращиваемых гетероэпитаксиальных слоев теллурида кадмия-ртути (CdHgTe) кристаллографической ориентации (310) при отработке процесса молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ), в частности, для выявления различных типов дислокаций в слоях структур CdHgTe путем поочередного травления поверхности селективным и полирующим травителями.The invention relates to materials science of semiconductors and is intended to control the quality of the grown heteroepitaxial layers of cadmium-mercury telluride (CdHgTe) crystallographic orientation (310) when practicing the process of molecular beam epitaxy (MPE), in particular, to identify various types of dislocations in the layers of CdHgTe structures by alternating etching the surface with selective and polishing etchants.
От плотности и вида дислокаций в полупроводниковом материале зависит качество р-n перехода фотоприемных устройств. Для минимизации токов утечек, которые зависят от количества ловушек носителей заряда, необходимо чтобы плотность дислокаций в области р-n перехода не превышала порядка 106 шт/см2. Одним из основных способов контроля плотности дислокаций является селективное травление, в результате которого на поверхности структур КРТ образуются фигуры травления (треугольники - для структур ориентации (310)).The density and type of dislocations in a semiconductor material determines the quality of the pn junction of photodetectors. To minimize leakage currents, which depend on the number of traps of charge carriers, it is necessary that the dislocation density in the region of the pn junction does not exceed about 10 6 pcs / cm 2 . One of the main ways to control the density of dislocations is selective etching, as a result of which etching figures are formed on the surface of MCT structures (triangles for orientation structures (310)).
При отработке процессов МПЭ определяют типы протяженных дефектов (дислокаций, дислокационных петель) и особенности их перемещения в процессе роста слоев теллурида кадмия-ртути.During the development of MPE processes, the types of extended defects (dislocations, dislocation loops) and the features of their displacement during the growth of cadmium-mercury telluride layers are determined.
Целью данного изобретения является выявление различных типов дислокаций и дислокационных петель при отработке процесса МПЭ, которое позволяет получить на поверхности полупроводника хорошо идентифицируемые фигуры травления (ямки травления): равносторонние треугольники, треугольники неправильной формы, крупные образования из дислокаций (дислокационные петли) (фиг. 1).The aim of this invention is to identify various types of dislocations and dislocation loops during the development of the MPE process, which allows one to obtain well identifiable etching patterns (etching pits) on the semiconductor surface: equilateral triangles, irregular triangles, large formations from dislocations (dislocation loops) (Fig. 1 )
Вдоль дислокационных линий происходит сегрегация примесей, находящихся в растущих слоях полупроводникового материала. Процесс селективного травления позволяет выявлять выходы дислокаций на поверхность материала 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. Это позволяет избежать «подтравов» фигур травления и получить четко идентифицируемые фигуры травления.Along the dislocation lines, segregation of impurities located in the growing layers of the semiconductor material occurs. The process of selective etching makes it possible to identify the dislocation yields on the surface of the material due to various etching rates of impurity atoms and intrinsic atoms of the semiconductor material. In this case, the process of oxidation and transfer of impurity atoms proceeds in the kinetic mode of chemical etching, while the etching of the semiconductor material is carried out in the diffusion mode. This avoids the “ghosting" of etching patterns and provides clearly identifiable etching patterns.
Процесс полирующего травления представляет собой растворение полупроводникового материала и протекает в диффузионном режиме, поэтому процесс полирования поверхности проходит с минимальной скоростью. Искривление растворяющейся поверхности при дуффузионном режиме не будет оказывать существенного влияния на скорость переноса вещества (не более vmax≈0,7 мкм/мин.), и шероховатость поверхности будет минимальна (не более 5 нм). Таким образом, полирующее травление помогает сгладить рельеф поверхности, полученный после селективного травления.The process of polishing etching is the dissolution of a semiconductor material and proceeds in a diffusion mode, therefore, the process of polishing the surface takes place at a minimum speed. The curvature of the dissolving surface under the diffusion regime will not have a significant effect on the transfer rate of the substance (no more than v max ≈0.7 μm / min.), And the surface roughness will be minimal (no more than 5 nm). Thus, polishing etching helps smooth the surface relief obtained after selective etching.
Наиболее близким к изобретению является способ [J.R. Yang, X.L. Сао, Y.F. Wei, and L. Не «Traces of HgCdTe Defects as Revealed by Etch Pits» Journal of ELECTRONIC MATERIALS, Vol. 37, No. 9, 2008], где авторы применяли для структур Cd1-XHgXTe (при х=0,30÷0,33), выращенных жидкофазной эпитаксией (111В) и МПЭ (211), травители Schaake и Chen.Closest to the invention is the method [JR Yang, XL Cao, YF Wei, and L. Not "Traces of HgCdTe Defects as Revealed by Etch Pits" Journal of ELECTRONIC MATERIALS, Vol. 37, No. 9, 2008], where the authors used the Cd 1-X Hg X Te structures (at x = 0.30–0.33) grown by liquid-phase epitaxy (111B) and MPE (211), Schaake and Chen etchants.
В нашем случае применяются травители следующих составов: для селективного травления теллурида кадмия-ртути (травитель №1) на основе системы: 25% водный раствор оксида хрома (VI) (CrO3) - 24; концентрированная соляная кислота (HCl) - 1; 5% раствор лимонной кислоты - 8 [RU 2619423] и полирующего травления (травитель №2) в объемных соотношениях С2Н4(ОН)2 - 13, СН3ОН (95%) - 5, HBr (47%) - 2, H2O2 (30%) [RU 2542894].In our case, etchants of the following compositions are used: for selective etching of cadmium-mercury telluride (etch No. 1) based on the system: 25% aqueous solution of chromium oxide (VI) (CrO 3 ) - 24; concentrated hydrochloric acid (HCl) - 1; 5% solution of citric acid - 8 [RU 2619423] and polishing etching (etching agent No. 2) in volume ratios of C 2 H 4 (OH) 2 - 13, CH 3 OH (95%) - 5, HBr (47%) - 2 , H 2 O 2 (30%) [RU 2542894].
Достоинством применения этих травителей является отсутствие в работе паров брома, которые затрудняют контроль процессов приготовления раствора и работу с ним в процессе травления.The advantage of using these etchants is the absence of bromine vapor in the work, which makes it difficult to control the processes of solution preparation and work with it during the etching process.
Задача изобретения - разработка способа выявления дислокаций различного типа в структурах теллурида кадмия-ртути с кристаллографической ориентацией (310) при использовании селективного и последующего полирующего травления структур теллурида кадмия-ртути (КРТ) с образованием четко различимых по форме фигур травления, которые хорошо идентифицируются с дислокациями определенных типов.The objective of the invention is to develop a method for detecting various types of dislocations in cadmium-mercury telluride structures with a crystallographic orientation (310) using selective and subsequent polishing etching of cadmium-mercury telluride structures (MCT) with the formation of etching patterns that are clearly distinguishable in shape, which are well identified with dislocations certain types.
Задача решается за счет того, что первоначально структуру КРТ протравливают в селективном травителе, который представляет систему: 25% водный раствор оксида хрома (VI) (CrO3) - 24 об. доли; концентрированная соляная кислота (HCl) - 1 об. доля; 5% раствор лимонной кислоты - 8 об. долей (травитель №1) в течение 30±5 сек. В этом травителе раствор лимонной кислоты выполняет функцию комплексообразователя, который способствует растворению продуктов реакции окисления путем образования хорошо растворимых комплексных соединений.The problem is solved due to the fact that initially the MCT structure is etched in a selective etchant, which is a system: 25% aqueous solution of chromium oxide (VI) (CrO 3 ) - 24 vol. shares; concentrated hydrochloric acid (HCl) - 1 vol. share; 5% citric acid solution - 8 vol. lobes (etchant No. 1) for 30 ± 5 sec. In this etchant, a solution of citric acid serves as a complexing agent, which helps to dissolve the products of the oxidation reaction by forming well-soluble complex compounds.
После селективного травления структуру КРТ промывают деионизованной водой три минуты методом вытеснения, затем обрабатывают раствором для полирующего травления в течение 40±2 секунд.After selective etching, the CMT structure is washed with deionized water for three minutes by displacement, then treated with a solution for polishing etching for 40 ± 2 seconds.
Полирующий травитель (травитель №2) представляет систему из этиленгликоля С2Н4(OH)2 - 13 об. долей, метанола СН3ОН (95%) - 5 об. долей, бромистоводородной кислоты HBr (47%) - 2 об. доли и перекиси водорода Н2О2 (30%) - 1 об. доля. В этом травителе метанол, выполняя функции комплексообразователя, способствует растворению продуктов реакции окисления путем образования хорошо растворимых комплексных соединений и является ингибитором реакций бромирования этиленгликоля. Затем реакцию останавливают путем добавления «стоп-раствора» (насыщенный водный раствор нитрита натрия (NaNO2)), и структуру КРТ промывают в деионизованной воде методом вытеснения в течение 10-12 минут (время увеличено из-за сложности вымывания продуктов реакции с бромом).A polishing etchant (etchant No. 2) is a system of ethylene glycol C 2 H 4 (OH) 2 - 13 vol. shares, methanol CH 3 OH (95%) - 5 vol. fractions, hydrobromic acid HBr (47%) - 2 vol. fractions and hydrogen peroxide Н 2 О 2 (30%) - 1 vol. share. In this etchant, methanol, acting as a complexing agent, promotes the dissolution of the products of the oxidation reaction by the formation of well-soluble complex compounds and is an inhibitor of the ethylene glycol bromination reactions. Then the reaction is stopped by adding a “stop solution” (saturated aqueous solution of sodium nitrite (NaNO 2 )), and the structure of the SRT is washed in deionized water by displacement for 10-12 minutes (the time is increased due to the difficulty of washing the reaction products with bromine) .
Затем структуру КРТ обрабатывают в селективном травителе №1 в течение 30±5 секунд и промывают в деионизованной воде методом вытеснения 3-5 минут. Осушают методом центрифугирования.Then, the MCT structure is treated in selective etchant No. 1 for 30 ± 5 seconds and washed in deionized water by a displacement method of 3-5 minutes. Dried by centrifugation.
После каждого травления поверхность структуры КРТ контролируют оптическими методами.After each etching, the surface of the CMT structure is controlled by optical methods.
После поочередного травления в травителях №1, №2, №1 поверхность структуры КРТ наблюдают методом электронно-ионной микроскопии (АСМ) (фиг. 1).After alternating etching in etchants No. 1, No. 2, No. 1, the surface of the CMT structure is observed by electron-ion microscopy (AFM) (Fig. 1).
Затем структура КРТ обрабатывается в селективном травителе №1 в течение 30±5 секунд и промывается в деионнизованной воде методом вытеснения 3-5 минут. Осушается методом центрифугирования.Then, the MCT structure is processed in selective etchant No. 1 for 30 ± 5 seconds and washed in deionized water by a displacement method of 3-5 minutes. Drained by centrifugation.
После поочередного травления в травителях №1, №2 поверхность структуры КРТ наблюдалась методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) (фиг. 1).After alternating etching in etchants No. 1, No. 2, the surface of the CMT structure was observed by atomic force microscopy (AFM) (Fig. 1).
На фиг. 1, а различаются фигуры травления двух типов, которые соответствуют краевым и винтовым дислокациям. В качестве примера краевая дислокация очерчена квадратом, а винтовая - окружностью. В центральной области фиг. 1, а, б наблюдается дислокационная петля, представляющая собой объединение дислокаций. Изображение фиг. 1, б увеличено относительно фиг. 1, а для наглядного представления объединения винтовых дислокаций. Наблюдения показали, что такие фигуры травления, как равносторонние треугольники в процессе поочередного травления не изменяют своего места расположения по поверхности структуры - это краевые дислокации, в то же время как треугольники неправильной формы перемещаются относительно своего первоначального положения - это винтовые дислокации.In FIG. 1a, the etching patterns of two types are distinguished, which correspond to edge and screw dislocations. As an example, the edge dislocation is outlined by a square, and the screw dislocation by a circle. In the central region of FIG. 1a, 1b, a dislocation loop is observed, which is a union of dislocations. The image of FIG. 1b is enlarged relative to FIG. 1, and for a visual representation of the union of screw dislocations. Observations showed that such etching figures as equilateral triangles during alternating etching do not change their location on the surface of the structure - these are edge dislocations, while irregular triangles move relative to their original position - these are screw dislocations.
Для осуществления решения задачи необходима поочередная обработка: в селективном, полирующем, селективном травителях. Состав селективного травления отвечает следующим требованиям:To implement the solution of the problem, sequential processing is required: in selective, polishing, selective etchants. The composition of selective etching meets the following requirements:
- процесс растворения атомов примесей, сегрегирующих в местах выходов дислокаций на поверхность полупроводникового материала, протекает в кинетическом режиме, поэтому процесс селективного травления поверхности в местах выхода дислокаций проходит с максимальной скоростью;- the process of dissolution of atoms of impurities segregating at the places of dislocation exits to the surface of the semiconductor material proceeds in the kinetic mode, therefore, the process of selective etching of the surface at the places of dislocation exits takes place at maximum speed;
- процесс растворения полупроводникового материала осуществляется в диффузионном режиме, что позволяет избежать «подтравов» фигур травления и получить четко идентифицируемые треугольные ямки травления.- the process of dissolution of the semiconductor material is carried out in a diffusion mode, which allows to avoid "etching" of the etching figures and to obtain clearly identifiable triangular etching pits.
Недостатком однократного селективного травления является то, что при обработке в нем теллурида кадмия-ртути с ориентацией поверхности (310) не удается наблюдать перемещение винтовых дислокаций, и таким образом отличить их от краевых. Поэтому селективное травление необходимо повторять еще один раз после полирующего травления.The disadvantage of single selective etching is that when processing cadmium-mercury telluride with a surface orientation of (310), it is not possible to observe the movement of screw dislocations, and thus distinguish them from edge ones. Therefore, selective etching must be repeated one more time after polishing etching.
Состав для осуществления полирующего травления отвечает следующим требованиям:The composition for polishing etching meets the following requirements:
- процесс растворения полупроводника протекает в диффузионном режиме, поэтому процесс полирования поверхности проходит с минимальной скоростью;- the process of dissolution of the semiconductor proceeds in a diffusion mode, therefore, the process of polishing the surface takes place at a minimum speed;
- 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.- due to the fact that the radius of curvature of irregularities during the diffusion regime is much smaller than the thickness of the diffusion layer, the curvature of the dissolving surface will not have a significant effect on the transfer rate of the substance inside the diffusion layer, and the surface roughness will be minimal.
Каждый из перечисленных признаков необходим, а вместе они достаточны для решения задачи изобретения.Each of these signs is necessary, and together they are sufficient to solve the problem of the invention.
Для выявления различных типов дислокаций на пластине КРТ, для травления структуры, используют два раствора. Раствор №1 - селективный, который имеет содержание следующих компонентов:To identify various types of dislocations on the CMT plate, to etch the structure, two solutions are used. Solution No. 1 is selective, which has the content of the following components:
25% водный раствор оксида хрома (VI) (CrO3) - 24 об. доли,25% aqueous solution of chromium oxide (VI) (CrO 3 ) - 24 vol. shares
концентрированная соляная кислота (HCl) - 1 об. доля,concentrated hydrochloric acid (HCl) - 1 vol. share
5% раствор лимонной кислоты - 8 об. долей.5% citric acid solution - 8 vol. share.
Раствор №2 - полирующий, который имеет содержание следующих компонентов:Solution No. 2 - polishing, which has the content of the following components:
этиленгликоль (С2Н4(ОН)2) - 13 об. долей,ethylene glycol (C 2 H 4 (OH) 2 ) - 13 vol. share
метанол (СН3ОН (95%)) - 5 об. долей,methanol (CH 3 OH (95%)) - 5 vol. share
бромистоводородная кислота (HBr (47%)) - 2 об. доли,hydrobromic acid (HBr (47%)) - 2 vol. shares
перекись водорода (Н2О2 (30%)) - 1 об. доля.hydrogen peroxide (Н 2 О 2 (30%)) - 1 vol. share.
В качестве примера осуществления изобретения приведем испытанный способ выявления различных типов дислокаций на структуре КРТ используя для селективного травления в составе следующих компонентов: 25%-го водного раствора оксида хрома (VI) (CrO3) - 24 об. доли; концентрированной соляной кислоты (HCl) 1 об. доля; 5%-го раствора органической кислоты - 8 об. долей и полирующего травления: этиленгликоль (С2Н4(OH)2) - 13 об. долей, метанол (СН3ОН (95%)) - 5 об. долей, бромистоводородная кислота (HBr (47%))) - 2 об. доли, перекись водорода (H2O2 (30%)) - 1 об. доля.As an example embodiment of the invention, we give a tested method for detecting various types of dislocations on the structure of MCT using for selective etching in the composition of the following components: 25% aqueous solution of chromium oxide (VI) (CrO 3 ) - 24 vol. shares; concentrated hydrochloric acid (HCl) 1 vol. share; 5% organic acid solution - 8 vol. share and polishing etching: ethylene glycol (C 2 H 4 (OH) 2 ) - 13 about. share, methanol (CH 3 OH (95%)) - 5 vol. share, hydrobromic acid (HBr (47%))) - 2 vol. fractions, hydrogen peroxide (H 2 O 2 (30%)) - 1 vol. share.
В качестве образцов использовались гетероэпитаксиальные структуры теллурида кадмия-ртути кристаллографической ориентации (310). Наличие эффекта травления устанавливалось наблюдением поверхности образцов на атомно-силовом микроскопе «Integra Maximus» (фиг. 2).The heteroepitaxial structures of cadmium-mercury telluride of crystallographic orientation (310) were used as samples. The presence of the etching effect was established by observing the surface of the samples on an Integra Maximus atomic force microscope (Fig. 2).
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 травителе [H.F. Schaake, A.J. Lewis Mater. Res. Soc. Symp. Proc (USA) vol. 14 (1983) p. 301].FIG. 2 shows that after etching the epitaxial structure of the cadmium-mercury telluride orientation (310) in the system of 25% CrO 3 (VI) solution-concentrated HCl - 5% citric acid solution, more clearly identifiable triangular etching pits appear on the surface than after etching in the etchant [HF Schaake, AJ Lewis Mater. Res. Soc. Symp Proc (USA) vol. 14 (1983) p. 301].
Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществить качественный контроль гетероэпитаксиальных структур при отработке процесса молекулярно-пучковой эпитаксии при выращивании гетероэпитаксиальных слоев теллурида кадмия-ртути (CdHgTe), в частности, для выявления различных типов дислокаций на структурах КРТ кристаллографической ориентации (310) при помощи химических травлений поверхности пластин селективным и полирующим травителями.Thus, the proposed method allows for the qualitative control of heteroepitaxial structures during the development of molecular beam epitaxy during the growth of heteroepitaxial layers of cadmium-mercury telluride (CdHgTe), in particular, to detect various types of dislocations on crystalline Raman scattering structures (310) using chemical etching surfaces of plates with selective and polishing etchants.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018106207A RU2676626C1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Method for determining dislocations of different type in cadmium mercury telluride structures with crystallographic orientation (310) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018106207A RU2676626C1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Method for determining dislocations of different type in cadmium mercury telluride structures with crystallographic orientation (310) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2676626C1 true RU2676626C1 (en) | 2019-01-09 |
Family
ID=64958684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018106207A RU2676626C1 (en) | 2018-02-19 | 2018-02-19 | Method for determining dislocations of different type in cadmium mercury telluride structures with crystallographic orientation (310) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2676626C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714304C1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) | Method of determining indices of dislocation direction |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU557435A1 (en) * | 1976-03-25 | 1977-05-05 | Государственный Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Проектный Институт Редкометаллической Промышленности | Etchant for detecting dislocations in single crystals of mercury – cadmium – tellurium solid solutions |
| JPS5979530A (en) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Fujitsu Ltd | Etching liquid for compound semiconductor crystal |
| US5933706A (en) * | 1997-05-28 | 1999-08-03 | James; Ralph | Method for surface treatment of a cadmium zinc telluride crystal |
| RU2542894C1 (en) * | 2013-10-25 | 2015-02-27 | Открытое акционерное общество "НПО "Орион" | Polishing etch composition for mercury cadmium telluride |
| RU2619423C1 (en) * | 2016-06-06 | 2017-05-15 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Composition of selective thinner for tellurid of cadmium-mercury |
-
2018
- 2018-02-19 RU RU2018106207A patent/RU2676626C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU557435A1 (en) * | 1976-03-25 | 1977-05-05 | Государственный Ордена Октябрьской Революции Научно-Исследовательский Проектный Институт Редкометаллической Промышленности | Etchant for detecting dislocations in single crystals of mercury – cadmium – tellurium solid solutions |
| JPS5979530A (en) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Fujitsu Ltd | Etching liquid for compound semiconductor crystal |
| US5933706A (en) * | 1997-05-28 | 1999-08-03 | James; Ralph | Method for surface treatment of a cadmium zinc telluride crystal |
| RU2542894C1 (en) * | 2013-10-25 | 2015-02-27 | Открытое акционерное общество "НПО "Орион" | Polishing etch composition for mercury cadmium telluride |
| RU2619423C1 (en) * | 2016-06-06 | 2017-05-15 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Composition of selective thinner for tellurid of cadmium-mercury |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2714304C1 (en) * | 2019-06-03 | 2020-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) | Method of determining indices of dislocation direction |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Murgai et al. | Effect of Microscopic Growth Rate on Oxygen Microsegregation and Swirl Defect Distribution in Czochralski‐Grown Silicon | |
| Chan et al. | Development of procedures for obtaining clean, low-defect-density Ge (100) surfaces | |
| RU2676626C1 (en) | Method for determining dislocations of different type in cadmium mercury telluride structures with crystallographic orientation (310) | |
| JP2004140354A (en) | Manufacturing method for growing monocrystal gallium nitride on silicon substrate | |
| EP0796933B1 (en) | A method for detecting crystal defects in a silicon single crystal substrate | |
| JP6614066B2 (en) | Manufacturing method of silicon bonded wafer | |
| Booker et al. | Growth of epitaxial silicon layers by vacuum evaporation: II. initial nucleation and growth | |
| US11639558B2 (en) | Method for producing a semiconductor wafer composed of monocrystalline silicon | |
| US6261362B1 (en) | Silicon epitaxial wafer manufacturing method | |
| Filimonova et al. | Molecular beam epitaxy of BaF 2/CaF 2 buffer layers on the Si (100) substrate for monolithic photoreceivers | |
| RU2619423C1 (en) | Composition of selective thinner for tellurid of cadmium-mercury | |
| Luna et al. | Impact of Bi incorporation on the evolution of microstructure during growth of low-temperature GaAs: Bi/Ga (As, Bi) layers | |
| Fleischmann et al. | Thermal stability and relaxation mechanisms in compressively strained Ge0. 94Sn0. 06 thin films grown by molecular beam epitaxy | |
| Rai‐Choudhury | Substrate Surface Preparation and Its Effect on Epitaxial Silicon | |
| JP2004119446A (en) | Annealed wafer and method for manufacturing the same | |
| TW201428869A (en) | Silicon single crystal wafer, manufacturing method thereof and method of detecting defects | |
| Souriau et al. | A wet etching technique to reveal threading dislocations in thin germanium layers | |
| JP6673183B2 (en) | Method for manufacturing pn junction silicon wafer | |
| JP2020036039A (en) | pn junction silicon wafer | |
| Eminov et al. | Wet chemical etching of the (111) In and Sb planes of InSb substrates | |
| Bagai et al. | Nature of the crystallographic defects on the (111) Te surface of CdTe delineated by preferential etching | |
| de Jong et al. | Solid phase epitaxy of silicon on gallium phosphide | |
| Lazarenko et al. | Preparation of a silicon surface for subsequent growth of dilute nitride alloys by molecular-beam epitaxy | |
| Mamutin et al. | Transmission electron microscopy of GaN columnar nanostructures grown by molecular beam epitaxy | |
| US20230369416A1 (en) | Silicon wafer and epitaxial silicon wafer |