Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 88 стр.

     Селективное растворение – это растворение разных участков поверхности с различ-
ной скоростью. Анизотропное растворение – разновидность селективного растворения,
обусловленная разной скоростью травления различных граней монокристаллов.
     Анодное полирование применяют для удаления слоя полупроводника, остающегося на-
рушенным после механического полирования, с целью получения гладкой поверхности и для
контролируемого удаления ультратонких слоев полупроводника. Селективное (избиратель-
ное) растворение используется для получения фигур травления с целью определения ориен-
тации поверхности полупроводника, выявления её дефектов, p-n–переходов, неравномерно-
сти легирования, а также для вытравливания нужных структур, отверстий, колодцев.
     Выбор условий полирования. Анодное, как и химическое, полирование осуществляется,
когда процесс растворения полупроводника контролируется стадией диффузии, т. е. скоростью
доставки к аноду частиц растворителя продуктов анодного окисления и отвода последних в объём
раствора.
     Для перевода кинетики растворения анода в диффузионную область необходимо: а) об-
легчить гетерогенные реакции окисления атомов анода и растворения твёрдых продуктов
окисления; б) затруднить отвод растворённых продуктов реакции в объём раствора и достав-
ку частиц растворителя к поверхности анода. Эти условия можно выполнить выбором невысо-
кой концентрации соответствующих окислителей (по значению стандартного потенциала Ео)
и растворителей (по значениям произведения растворимости, константам диссоциации, ком-
плексообразования), а также увеличив сопротивление и вязкость электролита и понизив его
температуру. Увеличение сопротивления раствора способствует растворению выступов,
плотность тока к которым будет наибольшей.
     При электрополировании широко используются этиленгликолевые растворы кислот и
щелочей, добавки комплексообразователей (HF, оксикислоты и др.) и комнатная температу-
ра. Для повышения вязкости водных растворов часто добавляют глицерин.
      Выбор условий селективного (избирательного) травления. Эта задача противопо-
ложна полированию, так как требуется неравномерное локальное растворение поверхности
анода. Для этого необходимо, наоборот, облегчить диффузионные процессы, чтобы раство-
рение анода контролировалось гетерогенными реакциями на его поверхности. В таком слу-
чае скорость растворения слабых участков поверхности (дефекты, трещины, ориентация
(100), инородные атомы) будет больше, чем участков с совершенной кристаллической струк-
турой и высокой плотностью связи поверхностных атомов с объёмными, т. е. будет наблю-
даться избирательное травление. При анодной резке для получения узкой ширины пропила
нужно применять электролит с большим удельным сопротивлением и обеспечивать равно-
мерную непрерывную подачу катода на минимальное расстояние от поверхности анода.
     Техника электрополирования и анодной резки полупроводников.
     Для прецизионного электрополирования пластин полупроводников большой площа-
ди обычно используют катод в виде вращающегося полировального круга – диска, обтянуто-
го специальной тканью и расположенного под острым углом к вертикали [22,72,73]. Пласти-
ны полупроводника с омическими контактами на стороне, противоположной обрабатывае-
мой, наклеиваются на пластмассовые диски с выводами через них токопроводов к аноду.
Диски с образцами эксцентрично ставятся на ткань катода, они вращаются при электрополи-
ровании, удерживаясь с помощью шарниров. На ткань катода сверху капает электролит.
      Примеры электрополирования. Германий и кремний [22]. Электролит: для германия
– 0,1 % водный раствор КОН с добавкой 25 % глицерина, для кремния – 0.5 3 % раствор HF
с добавкой 30 % глицерина. Плотность тока 1.6 А/см2, скорость подачи электролита 10 30
мл/мин. Высота микронеровностей 1 3 нм, макронеровностей 40 нм/см.
      Арсенид галлия [73]. Катодный диск диаметром 200 мм с 60 120 радиальными прорезями
шириной 1 5 мм, обтянутый нейлоном. Скорость его вращения 70, а образцов ∼ 24 оборота/мин,
давление на них 50 100 г/см2. Электролит – 0.25 % КОН, скорость его подачи 15 30 мл/мин.
Температура 22 26 оС. Напряжение 40 45 В, плотность тока 85 100 мА/см2. Скорость раство-
                                            88