SU947233A1 - Травитель дл вы влени дислокаций в кремнии на плоскости (100) - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к химической обработке полупроводниковых маттериалов и может быть использовано finn вы влени  дислокаций в монокристаллах и эпитаксиальных сло х кремни , ориентир рванных по плоскости (100), с целью контрол  их качества.

Известен травитель дл  вы влени  дефектов упаковки окисленной поверхности кремни , а также дислокаций и свирлдефектов в монокристаллах кремни  ориентации (100) и (111), отличительной особенностью которого  вл етс  мала  скорость травлений ( мкм/мик/l) DlОд11ако состав травител  сложный (в него вход т 6 компонентов) - HNO, HF, СгО, Cu(NO),-3H,, СНзСООН, дл  вы влени  четкой картины необходимо удал ть с поверхности (100) слой, толщиной не менее 20 мкм.

Наиболее близким по составу к предлагаемому  вл етс  травитель Шиммел , представл ющий собой водный раствор, состо щий из 2 об.ч. фтористоводородной кислоты HF и 1 об.ч. 1м раствора хромового ангидрида CrOj, т.е. содержащий:HF 365 г/л и СгО,, 30,5 г/л 12 .

Дл  вы влени  дислокаций этим травителем необходимо врем  6-7 мин, за которое с поверхности образца стравливаетс  слой материала толщиной 14-15 мкм, т.е. использование данного травител  также приводит к удалению поверхностного сло  значительной толщины.

Цель изобретени  - уменьшение толщины стравливаемого сло  при вы влении дислокаций в эпитаксиальном кремнии.

Указанна  цель достигаетс  тем, что травитель дл  вы влени  дислокаций на кремнии на плоскости (100) , содержащий 49%-ную фтористоводородную кислоту, хромовый ангидрид и воду, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, г/л:

20

49%-на  фтористоводородна  1 ислота 520-532

Хромовый ангидрид 22-24

ПодаДо литра

Предлагаемый травитель позвол ет вы вл ть четкую дислокационную структуру материала при травлении с высокой скоростью (до 2 мкм/мин), но при этом толщина удал емого сло  не превышает 3 мкм дл  эмитаксиальных слоев и 5 мкм дл  монокристаллов,

т.е. толщина удал емого сло  снижена в 5-6 рдз по сравнению с известными травител ми. Это преимущество предлагаемого травител  позвол ет использовать его дл  вы влени  дислокационной структуры эпитаксиальных слоев кремни , при использовании его дл  вы влени  дислокационной структуры в монокристаллах кремни  повышаетс  производительность процесса и экономитс  кремний и химический реагент.

Пример. 1. Во фторпластовый стакан помещают 49%-ого HF 140 мл и ,3%-ого раствора в воде 10мл

Полученный травитель содержит ,HF 526 г/л, СгОз 23 г/л. Образецэпитаксиальную структуру с кристаллографической ориентацией (100) опускают в травитель и выдерживают 1,5 мин при посто нном помешивании. После этого образец промывают дистилВид образца

Состав травител , г/л

лированной водой и просушивают. Вы вленна  дислокационна  структура эпитаксиального сло  представлена на фиг. 1.

Пример 2. Образец, вырезанный из монокристаллического кремни  и ориентированный по плоскости tlOO), предварительно шлифованный и химически полированный/ помещают в травитель , состо щий из 49%-ого HF 280 глл и 33,3%-ого раствора CrOj в воде 20 мл, т.е. содержащий HF 526 г/л и г/л. Образец при посто нном помешивании выдерживают в травителе 3 мин, промывают дистиллированной водой и просушивают. Вы вленна  травлением дислокационна  структура образца показана на фиг. 2.

Данные, характеризующие зависимость четкости картин травлени  от составов травител , приведены в таблице.

Т

Результаты травлени 

Эпитаксиальна  структура

То же

526 HF

23СгО. 532 HF

24СгО,

Объемный монокристалл

данных таблицы можно сделать вывЬд, что оптимальным составом травител   вл етс  раствор, содержаний HF 526 г/л и СгОз 23 г/л.

Предлагаемый травитель дл  вы влени  дислокаций опробован на эпитаксиальных структурах марок

15 КЭФ 55 КЭФ 2,2

60 400ЭКЭСО, 01 .° 4003КЭСО, 01

Дислокации не вы вл ютс 

Дислокации вы вл ютс  в вид мелких  мок травлени , подс которых несколько затруднен

Четка  картина травлени , позвол юща  легко оценить плотность дислокаций

Нар ду с дислокационными  мками травлени  по вл ютс  отдельные фигуры травлени  недислокационного происхождни . Это затрудн ет подсчет плотности дислокаций

Дислокации не вы вл ютс , поверхность образца покрыта окисной пленкой и фигурами травлени  недислокационного происхождени 

Четка  картина травлени , позвол юща  легко оценить плотность, дислокаций

45 КЭФ 7,5 12КЭФ 4,5 °, 400 ЭКЭС 0,01 °

400 ЭКДБ 10

и образцах монокристаллического кремни  п и р-типа.

Claims (2)

1. Описанный травитель нар ду с обеспечением контрол  плотности дислокаций в эпитаксиальных сло х и монокристаллах кремни  позвол ет значительно сократить врем  травлени  и уменьшить толщину стравливаемого с поверхности .сло  материала, что ускор ет операцию контрол  плотност дислокации и приводит к экономии кремни . Внедрение насто щего травител  в промьтшенное производство монокри таллического кремни  и крупносерийного производства эпитаксиальных структур кремни  обеспечивает получение экономического эффекта в разм ре 50 тыс,руб./год. Формула изобретени  Травитель дл  вы влени  дислокаций в кремнии на плоскости (100), содержащий 49%-ную фтористоводородную кислоту, хромовый ангидрид и воду, отличающийс 

   ,.--::,

   V- ;... ,-..-:f.. - -:rfg,-.

   .:Л :.;rtsi. &: .;;..:.

   -- - Щ:-::

   V.....- V-. . :,- .-.%: .

   mmm 4 --f№

   § ----v v-v V fc ,v.- tM .

   Ш - :--: 1-- k:6lS i ;Vr.V: ::--; .V-/.:.

   v;

   .;.

   ,/

   :

   «I-.;-- (i

   ч.

   i ;.-.-.Ч. 4

   «л/ тем, что, с целью уменьшени  толщины стравливаемого сло  при вы влеНИИ дислокаций в эпитаксиальном кремнии, он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, 49%-на  фтористоводородна  кислота 520-532 Хромовый ангидрид22-24 ВодаДо литра Источники инфо1 ации, прин тые во внимание при экспертизе . 1. Jenkins М. W. А new preferential etch for defects in silicon crystals, j. Elektrochem. 56с.Г1977, 124, 5, p. 757-762.
2. 2. Schimmel D. G. Defekt etch for 100 sil icon evaluation.- j. Electruchem. SocT 1979, 126, 3, 479-483 (прототап).