Способ исследования поверхности образцов полупроводниковых и диэлектрических материалов

Способ исследования поверхности образцов полупроводниковых и диэлектрических материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1228003 (51) 4 С 01 N 27/92

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

К)

CO

CO

САР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3760646/24-21 (22) 04.06.84 (46) 30.04.86. Бюл. № 16 (71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт им. С.M.Êèðîâà (72) В.А.Ермолаев и С.В.Руднев (53) 531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 360599, кл. С- 01 N 27/24 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 423383, кл. G 01 N 23/00, 11.01.72. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

ОБРАЗЦОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Р (57) Изобретение относится к измерительной технике. Может быть использовано для контроля качества поверхности кристаллов, определения величины и характера напряжений в приповерхностных слоях. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей — достигается путем определения дефектов и напряженных участков структуры поверхности кристаллов полупроводников. При этом дефекты поверхности кристаллов, не содержащих радиоактивных элементов, выявляются в их естественной связи между собой в виде единой системы в масштабе кристалла. Сущность способа заключается в том, что предваритель122800 ную обработку поверхности образца осуществляют посредством полирующего химического травления, а экспонирование производят в поперечном электростатическом поле одновременно с наложением на образец с пленкой изгибающих усилий. Способ осуществляют с помощью устройства, представляющего собой коробку, верхняя и нижняя крышка которой являются обкладками конденсатора 1. Образец 3 полупроводникового кристалла с нанесенным слоем

7 нитропленки укладывают на опоры 2, чтобы поверхность с нитропленкой была обращена к положительно заряженной обкладке конденсатора 1. Напряже. ние на его обкладках регулируют прибором (ВС-23). Индентором 4, изолированным от обкладки 5 кольцом 6, прилагают усилие 26 — 50 г/мм в процессе экспонирования. Структура фигур ра— диографического декорирования, формируемых по данному способу, приведена в описании изобретения. 7 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества поверхности кристаллов, определения величины и характера напряжений в приповерхностных слоях.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа за счет определения дефектов и напряженных участков структуры поверхности кристаллов полупроводников, при котором дефекты поверхности кристаллов, не содержащих радиоактивных элементов, выявляются в их естественной связи между собой в виде единой системы в масштабах кристалла.

На фиг.1 изображено устройство для осуществления предложенного способа; на фиг.2 — структура фигур радиографического декорирования, появ— ляющаяся на поверхности исследуемого образца в результате осуществления способа; на фиг.3-7 — примеры фигур.

Устройство, изображенное на фиг.1 содержит плоский конденсатор 1, опоры 2 для размещения образца 3 с пленкой, индентор 4, предназначенный для приложения к образцу 3 усилия P u изолированный от верхней обкладки 5 конденсатора 1 диэлектрическим кольцом 6. Образец размещают так, чтобы слой 7 нитропленки был обращен к по— ложительной обкладке конденсатора 1.

Способ осуществляют следующим образом.

Поверхность пластинки полупроводникового кристалла тщательно очищают от пыли, жировых пятен и подвергают полирующему химическому травлению

30 (для арсенида галлия, например, используют свежий травитель состава

Н О : Н О : HzSO+ в соотношении 1

1 : 18) в течение 2-3 мин. На протравленную поверхность наносят раствор нитроцеллюлозового клея (1-2 капг ли на 2-2,5 см поверхности) полимеризуют до образования прозрачной тонкой твердой пленки, помещают в поле плоского конденсатора (сторона с нитропленкой обращена к положительной обкладке конденсатора) при напряженности поля 3000-3500 В/см и прилагают усилие изгибания величиной 2550 г/мм . Образец экспонируют в поле

20-25 мин под нагрузкой, после чего кристалл с пленкой травят 207-ным раствором щелочи при комнатной температуре в течение 20-25 мин. Затем поверхность нитроцеллюлозовой пленки, не снимая с кристалла, промывают водой и образец с пленкой высушивают при комнатной температуре в течение

2-2,5 ч, после чего исследуют под микроскопом в отраженном свете при увеличениях 300-1300. Снимают нитропленку с кристалла путем растворения ее в химически чистом ацетоне.

Способ осуществляют, например, с помощью устройства, схема которого приведена на фиг.1. Устройство представляет собой коробку, верхняя и нижняя крышки которой являются обкладками конденсатора 1. Образец 3 полупроводникового кристалла с нанесенным слоем 7 нитропленки укладывают на опоры 2 так, чтобы поверхность с нитропленкой была обращена к нижней, положительно заряженной обкладке кон"

3 12 денсатора 1. Напряжения на обкладки конденсатора подают прибором ВС-23, величину напряжения регулируют реостатом прибора. Индентором 4, изолированным от обкладки 5 кольцом 6, прилагают усилие 2б-50 г/мм в процессе экспонирования.

В результате произведенных операций на поверхности кристалла под прозрачной нитропленкой появляются фигуры, образованные мелкими кристалликами щелочи, фиксирующие точки расположения электрически активных цент. ров на поверхности кристалла, объединенных в единую систему в результате взаимодействия между собой: микропробои, прошедшие между различно заряженными активными центрами, разрушают полимерную структуру нитропленки, благодаря чему в данных участках происходит растворение нитропленки щелочью и проникновение щелочи под нитропленку в строго определенных участках и направлениях с последующей фиксацией частиц щелочи на электрически активных центрах (фиг. 2-7) .

Таким образом, предлагаемый способ позволяет достаточно просто прокон28003 4 тролировать состояние поверхности образца, не содержащего радиоактивных элементов, что позволяет использовать его для проведения производ5 ственного контроля полупроводниковых и диэлектрических материалов.

Формула изобретения

Способ исследования поверхности образцов полупроводниковых и диэлектрических материалов, включающий предварительную обработку поверхности образца, нанесение на поверхность

15 образца нитроцеллюлозовой пленки, выдержку до полимеризации нитроцеллюлозовой пленки, экспонирование, травление образца с пленкой щелочью и последующую визуальную регистрацию о состояния поверхности образца, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа, предварительную обработку поверхности образца про25 изводят посредством полирующего химического травления, а экспонирование производят в поперечном электростатическом поле одновременно с наложением на образец с пленкой изгибающих усилий.

1228003

1228003 фиг. 7

Составитель С.Шумилишская

Редактор В.Ковтун Техред И.Попович Корректор Т.Колб

Заказ 2282/44 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, у . p л.П оектная 4