Раствор для травления антимонидов элементов третьей группы

Раствор для травления антимонидов элементов третьей группы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РАСТВОР ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ АНТЙ-. .ШНИДОВ ЭЛЕМЕНТОВ ТРЕТЬЕЙ ГРУППЫ, содержащий азотную кислоту и воду, отлич ающийся тем,что, с целью повышения чистоты обработки, он дополнительно содержит спирт изопропиловый , моноэтаноламин и фтористый натрий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Азотная кислота 5-6 Спирт изопропиловый 2-3 Моноэтаноламин 1,5-2,0 Фтористый натрий 0,4-0,5 ВодаОстальное

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

\ (19) (11) 3(51) С 30 С 3 3 /О 0, С 30 С 2 9 / 4 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1а;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лл " ял с!

° °

° л (21) 3421401/23-26 (22) 12.04.82 (46) 07.08.83. Бюл,. Р 29 (72) Ю. С,Андреев (53) 621. 794. 4 (-088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .В 521620, кл. Н 01 L 21/306, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 232003, кл. С 23 1 1/ОЯ, 1967 (прототип). (54)(57) PACTBOP ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ АНТН-.

МОНИДОВ.ЭЛЕМЕНТОВ TPETbEA ГРУППЫ, содержащий азотную кислоту и воду, отличающийся тем,что, с целью повышения чистоты обработки, он дополнительно содержит спирт изопропиловый, моноэтаноламин и фтористый натрий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Азотная кислота 5-6

Спирт изопропиловый 2-3

Моноэтаноламин 1,5-2,0

Фтористый натрий 0,4-0,5

Вода Остальное

1033585

1

40

Указанный раствор предйазначен для травления поверхности полупроводников в процессе фотолитографии.

При этом скорость травления низка и составляет 0,08-0,13 мкм/мин. Уве личение длительности химической обработки приводит.к снижению скорости реакции травленйя в результате быстрого разложения перекиси водорЬда на кислород и воду. Поэтому процесс травления приостанавливается через 2-4 мин. Введение новой порции раствора приводит к нарушению равномерности процесса и снижению точности обработки. Кроме того, возможно образование окислов, затрудняющих 55 травление материала с одинаковой . скоростью, Следовательно, указанный раствор не весостеянии обеспечить удаление заусенцев величиной . 80150 мкм без ухудйения чистоты обра 60 ботки.

Целью изобретения является повышение чистоты обработки антимонидов элеменюов третьей группы. 65

Изобретение относится к химической обработке поверхности материалов и может быть использовано для травления полупроводниковых антимонидов элементов третьей группы в электронной промьпаленности.

Широкое применение в народном хозяйстве нашли антимониды — полупроводниковые вещества, образованные соединением сурьмы с металлами, например, ATSb, GaSb, TnSby которые 1.0 можно рассматривать как продукты замещения водорода в стибине атомом, металла.

В процессе изготовления деталей из таких материалов онй подлежат 15 химической обработке для получения о заданной геометрии, скругления острых кромок и удаления заусенцев.

Известен раствор для химического травления поверхности антимонида индия,С1), содержащий водный раствор перекиси водорода, винной кислоты и плавиковой кислоты при следующем соотношении компонентов, об.Ъ:

Плавиковая кислота (40%) 2-4

Винная кислота (20%} 54-60

Перекись водорода (30%) 38-42

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является раствор для химического травления полупроводников, например, антимонида индия 2, содержащий водный раствор перекиси водорода, винной кислоты, азотной кислоты и плавиковой кислоты при следующем соотношении компонентов, об.Ъ: 35

Винная кислота (26-273)

Перекись водорода (30% )

Азотная кислота (65%)

Плавиковая кислота (40%) Указанная цель достигается тем, что водный раствор азотной кислоты . дополнительно содержит спирт изопропиловый, моноэтаноламин и фтористый натрий при следукяцем содержании компонентов, вес.Ъ:, Азотная кислота 5-6

Спирт изопропиловый 2-3

Моноэтаноламин . 1,5-2 0

Фтористйй натрий 0,4-0,5

Вода Остальное

Наличие в составе раствора изопропилового спирта позволяет повысить активность раствора. Это объясняется тем, что изопропиловый спирт проявляет высокие поверхностно-активные свойства в связи с большой подвижностью водорода гидроксильной группы.уменьшение концентрации изопропилового спирта приводит к значительному снижению скорости травления, а увеличение ведет к перерасходу реактива и снижению эффективности процесса травления.

Ф

Введение фтористого натрия в количестве 0,4-0,5 вес.Ъ позволяет одновременно с повышением активности раствора стабилизировать процесс химического травления за счет окислительно-восстановительной реакции

Между компонентами полупроводника и азотной кислоты. Фтористый натрий в водном растворе диссоциирует . с образованием ионов N a+ и F обладающих сильными, соответственно восстановительным и окислительным свойствами, Поэтому окислительновосстановительная реакция травления происходит равномерно для всех компонентов антимонидов, Уменьшение или увеличение концентрации фтористого натрия ведет к нарушению стабилизации процесса травления.

Добавление в раствор моноэтаноламина в количестве 1,5-2,0 вес.Ъ обеспечивает оптимизацию скорОсти травления в результате присутствия аминогруппы, являющейся ингибитором коррозии. Увеличение концентрации моноэтаноламина приводит к уменьшению кислотности раствора и вследствие этого к прекращению процесса травления. Уменьшение концентрации моноэтаноламина приводит к перетравливанию и снижению чистоты обработки.

Приведенная концентрация азотной кислоты (5-6 вес.Ъ) позволяет вести процесс химического травления длительно, без ухудшения качества обработки. Изменение концентрации азотной кислоты за пределы предложенной .приводит к снижению точности и чистоты обработки.

1033585

Способ осуществляется следукиним

6бразом.: в необходимое количество азотной кислоты добавляют воду, а затем - спирт изопропиловый, моноэтаноламин и воду ° Эффективность обработки различными составами

Ф

Состав раствора для Время об- Изменение травления,. вес. % работки,мин размеров Примечение деталей,мм

1,. Азотная кислота 5,0

Процесс травления протекает медленно заусенцы сняты полностью

Спирт изапропиловый 2,0

3,0

0,04

1,5

Моноэт аноламнн

Натрий фтористый 0,4

Вода : остальное до 100%

Процесс травления протекает стабильно, заусенцы сняты полностью

2. Азотная кислота 5 <5

3,0.

Спирт ивопропиловый 2,5

0,05

Мьноэтаноламин

1,75,.Натрий фтористый 0,45 остальное до 100%

Вода

Процесс травления протекает бурно заусенцы сняты полностью.

3. Азотная кислота 6,0

0,06

Спирт иэопропиловый :3,0

3,0

2,0

Моноэ.т-аноламин

Натрий фтористый О, 5

Вода остальное до 1003

Э

П р и м е ч а н и е: Травление проводили при 20 С..

Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул.Проектная,4.Для ускорения процесса и улучшения равномерности обработки травление проводят в ультразвуковом поле (ультразвукьвые колебания с часто:той 22 кГц к;интенсивностью. 1

2 Вт/см l. При этом удаляются. за.. усенцы размером .до 150 мкм с высОкой..точностью.

Используются пластины иэ антимо-. нида индия. Кристаллографическуя ориенФация пластин-не влияет на качество обработки, Величина заусенцев 100-150 мкм. Размеры заусенцев измеряЮтся бесконтактным способом на микроскопе МИИ-4.

ВНИИПИ Заказ 5568/29

Пример. Для проведения испы.таний подготавливают 3 смеси. Резуль. таты-испытаний предлагаемого раствора для укаэанных концентраций приведены в таблице.

C с й..

Процес с травления идет стабильно, заусенцы удаляются полностью, а чрстотА поверхности не ухудшается. В сравнении с известными растворами уцрощается процесс обработки в связи с тем, что исключается необходимость в частой замене раствора после разложения перекиси водорода.

55 Кроме того, применение нового раствора позволило эффективно не только удалять. заусенцы„ но и с высокой точностью производить контур"ное химическое травление деталей со щ сложным геометрическим рисунком, s широком диапазоне толщин -от 5 до ,150-200 мкм.

Тираж 370 Подписное