Способ обработки диарсенида кадмия-германия

Способ обработки диарсенида кадмия-германия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может быть использовано в технологическом процессе обработки гомогенных монокристаллов диарсенида кадмиягермания. Целью изобретения является увеличение выхода годного материала за счет обеспечения очистки от включения вторых фаз и поверхностных окислов. Обработку диарсенида кадмия-германия проводят химическим травлением кристаллов в растворе азотной кислоты, 25%-винной кислоты и воды при соотношении указанных компонентов 1:2:3 (мае.ч.) при 40-60 С в течение 10-15 мин с последующим визуальным наблюдением кристаллов. 3 табл. а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГЪБЛИН (19) 01) А1 (51)5 Н 01 1. 21/306

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-1 .-. ° ы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетении и ОтнРытЖ (46) 15.02.93. Бюл. Р 6 (21) 3904629/25 (22) 05.06.85 (7!) Сибирский физико-технический институт им. В.Д. Кузнецова при

Томском государственном унивврситете им. В.В. Куйбышева и Институт оптики атмосферы 00 AH СССР (72) С,А. Березная, В.Г. Воеводин, А.И. Грибенюков и Ю.М. Андреев

2 (56) Полупроводники. А В С . Под ред.

Н.А. Горюнов ой, Ю. A . .Валова, М.: Советское радио, 1974, с. 164. (54) СПОСОБ. ОБРАБОТКИ ДИАРСЕНИДА

КАДМИЯ-ГЕ РМАН ИЯ (57) Изобретение относится к технологии полупроводниковых материалов и может быть использовано в технологическом процессе обработки гомогенных монокристаллов диарсенида кадмиягермания. Целью изобретения является увеличение выхода годного материала за счет обеспечения очистки от включения вторых фаз и поверхностных окислов. Обработку диарсенида кадмия-германия проводят химическим травлением кристаллов в растворе азотной кислоты, 25Х-винной кислоты и воды при соотношении указанных компонентов 1:2:3 (мас.ч.) при о

40-60 С в течение 10-15 мин с последующим визуальным наблюдением кристаллов. 3 табл.

) 282 1>> >

ИзоГ>ретеиие относится к области техиологии полулроводниковых материалов, в частности может быть использовано в технологическом процессе получения гомогенных моцокристал-. лон CdGeAs>.

Цепью изобретения является увеличение выхода годного материала эа счет обеспечения очистки материала от включений вторых фаз и поверхностных окислов.

Укаэанное травление при данном соотношении компонентов и в узком температурном интервале 40-60 С н течение 10-15 мин очищает кристалл

CdGeAs от включений вторых фаз и окислов, т.е. обработанный указанным способом материал можно испольэовать для последующего получения монокристаллов CdGeAs с высокой степенью однородности йутем направленной кристаллизации расплава в градиенте температуры.

Примеры.

Для исследонаний используют кристаллы СЙСеАв, полученные путем первичной направленной кристаллизации материала, синтезированного непосредI ственным сплавлением компонентов соединения, взятых в стехиометрическом

> . соотношении.

Согласно данным рентгеноструктурного и химического анализа на боковой понерхности кристалла CdGeAs> имеются. бинарные фазы, а в конец кристалла оттесняются арсениды кадмия (CdAs, Cd As ) . Кроме перечисленных объемных неоднородностей иа поверхности, кристалла имеются окислы мышьяка (As 0 з) ..

Таблица 1

57.-ный одный астнор инной

Примечание

Н 0 ислоты

Поверхность темно-серого цвета; ие растворяются ни материал, ни вторые фазы, ни окислы

Поверхность серого цвета; очень слабо растворяются окислы и вторые фазы, материал не растворяется

Состав раствора, мас.ч.

При обря%>тк» СЙСеЛя исп< пьзуют кислоты промышленного производства.

Концентрация азотной кислоты (HNO„)

>>о ГОСТУ 70Ж. Винная кислота (Н С Н„О ) в виде 257.-ного водного растноро. При уменьше>)ии концентрации винной кислоты не все продукты окисления растворяются, а увеличение ее концентрации приводит к вяэ10 кости травящего раствора, что заметно снижает скорость растворения

CdGeAs и мешает удалению продуктов реакции с поверхности кристалла.

Применяемые кислоты соответст15 вуют марке ОСЧ, вода деионизованная.

Для химической обработки СЙСеАа используют свежеприготовленный раствор травителя. В стакан иэ кварца

20 наливают необходимый объем кислот и воды и помещают его в термостатированную водяную баню. После того, как температура раствора достигла заданного значения, н него опускают крк"vazm CdGeAs

Д

После химической обработки проводят визуальное изучение поверхности кристалла с помощью микроскопа. Установлено, что только в заданном режиме травления достигается очистка материала от включений вторых фаэ и окислов, увеличивается выход очищенного материала за счет селективности травителя.

35 Исследовалась зависимость качества химической обработки кристаллов

CdGeAs с включениямч вторых фаэ от состава травящего раствора. Резулье таты экспериментов представлены в

40 табл. 1.

) 282755

Продолжение табл. 1

1 25%-ный водный раствор винной кислоты

Применание

Н00

Н 0

Поверхность сероГо цвета; слабо растворяются вторые фазы и окислы, материал не растворяется

° У

Поверхность серого цвета; слабо растворяются вторые фазы и окислы; материал очень слабо растворяется

Появляется блеск на поверхности, растворяются вторые фазы и окислы, очень слабое растворение материала

Поверхность блестящая; быстрое растворение вторых фаэ и окислов, слабое растворение материала

Травление вторых фаэ, окислов и материала; слиток разваливается на блоки

Увеличение содержания азотной кислоты приводит к пассивации поверхности и реакция не идет. Изменение содержания винной кислоты в сторону увеличения приводит к увеличению скорости реакции;,при введении в раствор трех частей кислоты реакция становится неуправляемой. Количество воды менее существенно влияет на очистку 40

CdGeAs, но позволяет контролируемо изменять скорость травления.

Исследовано влияние температуры обработки на результаты травления в . интервале 20-70 С. Обнаружено, что оптимальные по скорости растворения вторых фаз и избирательности травления температуры находятся в интервале 40-60 С. Результаты представлены . в табл. 2.

50 .Т а блица 2

Продолжение табл. 2

40

60 Температура травителя, С

Примечание

20

Травление не идет, не травится ни материал ни вторые фазы, ни окислы 70

Состав раствора, мас.ч.

Травление идет очень медленно., слабо травятся вторые фазы и окислы, материал не травится

Очистка от вторых фаэ и окислов, очень медленное травление материала

Быстрое растворение, очистка от вторых фаэ и окислов, очень медленное травление материала

Быстрое растворение, очистка от вторых фаз и окислов, очень медленное травление материала

Наряду со вторыми фаза.ми и окислами частично растворяется материал

1282765

Таблица 3

Темпера- Лродолтура тра- вительвителя, С кость травления, мин

Примечание

5 . Очистка от вторых фаэ не полная

10 Очистка от вторых фаэ не полная

40

14 Очистка от вторых фаэ ие полная

l5 Полностью вытравливаются вторые фазы н окислы

16 Травление материала

40

19 Травление материала

20 Пассивация поверхности кристалла

60

Очистка от вторых фаз и окислов не полная

Очистка от вторых фаз и окислов не полная

10 Полностью вытравливаются вторые фазы и окислы

11 Медленное травление материала

1S Медленное травление материала

60

16 Пассивация поверхности кристалла

Зависимость качества очисткй от продолжительности травления для крайних значений оптимального темлеТаким образом, обработку СЙСеАз

Я от вторых фаз необходимо производить в течение 10-15 мин. Уменьшение времени травления не позволяет провести полную очистку материала от вклю чений, увеличение времени травления за пределы указанного интервала вызывает пассивацию поверхности кристалла.

Данный способ используется при подготовке шихты для перекристаллизации соединения CdGeAs с целью по2 лучения монокристаллов для решения задач нелинейной оптики.

Результаты экспериментов по выращиванию показали, что материал, обработанный укаэанным способом, не ратурного интервала представлена в табл. 3. взаимодействует с кварцевым контейнером и легко отдаляется от него

45 после проведения кристаллизационного процесса, что невозможно при использовании травителей, содержащих в своем составе плавиковую кислоту.

5л Кроме того, очистка от включений вторых фаз и окислов существенно уменьшает паразитное эародьппеобразование и повьппает тем самым процент выхода материала, годного для практического использования.

Преимуществами способа такыре являются его простота, доступность, безопасность для работающего персонала.

Способ обработки диарсенида кадмия-германия путем химического травления кристалла в .смеси концентрированной азотной кислоты, комплексоСоставитель И. Багинская

Редактор И. Шубина Техред Л.Олейник Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1096,; Тираж Подписное

ВНИЙПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий, ll3035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 !282765 8

Материал. обработанный укаэанным обраэопчтеля и воды и т пэуальцогv. способом, был исследован на однород- наблюдения кристалла, и т л и ч а ность химическим я рентгенофазовым ю m и и с я тем, что, с целью увеметодами и в пределах ошибок этих личения выхода годного материала методов анализа нк.пючсний вторых фаэ 5 эа счет обеспечения очистки материобнаружено не было. ала от включений вторых фаэ и поверхностных окислов, в качестве комплекФ о р м у л а и э о б р е т е н и я сообраэователя используют 25Х-ный водный раствор винной кислоты, а

Ю укаэанное травление проводят при соотношении азотной, винной кислот и воды 1:2:3 (мас.ч.) при 40-60 С в течение 1О-l5 мнн.