Способ химической полировки подложек галлий-гадолиниевого граната

Способ химической полировки подложек галлий-гадолиниевого граната

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик

<» 927863 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.07.80 (21) 2956164/23-26 с присоединением заявки И— (23) Приоритет (5l)M. Кл.

С 30 В 33/00

С 30 В 29/28

ГбеУдэРСТ&енньФЙ К0М1179Т

СССР по аелзи нэа6ретеннй н открытнй

Опубликовано 15.05 82. Бюллетень Мт 18

Дата опубликования описания 15.05.82 (53) УД К 621.315.

592 (088.8) E. И. Николаев, Н. Г. Макарова, Л. Е. Яремчук (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ПОЛИРОВКИ ПОДЛОЖЕК ГАЛЛИЙ—

ГАДОЛИНИЕВОГО ГРАНАТА

1 г

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при обработке монокристаллических подложек галлийгадолинисвого граната (ГГГ) перед эпитаксиальным наращиванием пленок с цилиндрическими магнитными доменами.

Известен способ химической полировки монокристаллов гранатов с общей формулой

Мэ Мея 01г где Ме — 3-х валентный металл(галлий или алюминий);

М вЂ” иттрий или один из редкоземельных элементов с атомным номером между 62 и 71 или их смеси;

0 — кислород, включающий обработку горячей ортофосфорной кислотой, насыщенной водяным паром в течение

2-5 мин при 250-450 С, охлаждение в масле при 60 С, отмывку с применением стандартного очистителя и гидроокиси калия (1).

Недостатками способа являются: использование ортофосфорной кислоты при высоких температурах представляет опасность с точки ьрения техники безопасности, так как кислота разбрызгивается, выделяет ядовитые пары фосфорного ангидрида; длительный процесс подготовки кислоты к полировке (4 — 5 ч); применение масла в качестве охлаждающей жидкости приводит к усложнению процесса отмы вки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ химической полировки подложек галлий-гадолиниевых гранатов (ГГГ), включающий обработку ортофосфорной кислотой в течение 10 с при 350 — 400 С, охлаждение и отмывку в деионизованной воде и изопропиловом спирте (2).

Недостаток способа — применение орто15 фосфорной кислоты при высоких температурах, приводящее к ухудшению условий труда из-за интенсивного выделения паров фосфорного ангидрида.

Цель изобретения — улучшение условий

20 труда.

Поставленная пель.достигается тем, что подложки ГГГ обрабатывают пирофосфорной кислотой при 220 — 240 С, а охлаждение проводят

ВНИИПИ Заказ 3177/37 Тираж 373 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 927863 в ниро- или орчофосфорной кислоте при 70—

100 С.

Обработку кислотой ведут при перемешивании подложки по спирали и наложении вибрационных колебаний частотой 20 — 100 Гц, Отмывку ведут в деиониэованной воде при наложении вибрационных колебаний.

Применение пирофосфорной кислоты вместо ортофосфорной обеспечивает ведение процесса полирования при более низких температурах, lg что улучшает условия труда и устраняет загрязнение атмосферы ядовитыми парами фосфорного ангидрида.

При температуре ниже 220 С наблюдается тенденция к селективному травлению. При тем-1 пературе выше 240 С состав кислоты быстро изменяется, термоудар трудно ликвидировать.

Перемещение подложки в растворе дает возможность предотвратить достижение предела растворимости продуктов травления граната в приповерхностной вязкой пленке за счет постоянного подвода свежей порции раствора, обеспечить тем самым лучшие условия диффузии продуктов травления и обеспечить воспроизводимость результатов.

Применение для быстрого охлаждения орто. или пирофосфорной кислот при 70 — 100 С позволяет облегчить отмывку подложек от продуктов травления при одновременной ликвидации термоудара; применение температуры нио ЗО же 70 С не всегда компенсирует термоудар— подложки имеют тенденцию к растрескиванию, при температуре выше 100 С может наблюдаться растравливание дефектов.

Использование частоты вибратора в пределах 20 †2 Гц обусловлено тем, что при более низких пределах вязкая пленка не разрушается, а более высокие пределы не оказывают влияния на эффективность.

Пример 1. Подложки монокристаллов

ГГГ диаметром 60 мм и толщиной 0,8 мм, прошедшие химико-механическую полировку, закрепляют .в платиновом держателе вибрационного устройства, опускают в нагретую до

240 С пирофосфорную кислоту. Далее включают вибрацию с частотой 50 Гц и механизм, 45 обеспечивающий движение подложки в кислоте со спирали, и ведут процесс в течение

8 мин.

После окончания процесса полирования подложки помещают в пирофосфорную кислоту so при 80 С, выдерживают 1 мин и помещают в деионизованную воду при включенном вибраторе. После тщательной отмывки кислоты пластины высушивают в изопропиловом спирте.

Поверхность пластины блестящая, фигуры трав-55 ления отсутствуют. Толщина сполированного

i слоя 15 мкм.

Пример 2. Химическую полировку подложек ГГГ проводят как и в примере 1, но полирование подложек проводят в той же кислоте на второй, третий и пятый день, а охлаждение осуществляют в ортофосфорной кислоте, Поверхность пластин блестящая, фигуры травления отсутствуют. Толщина .сполированного слоя 14,8; 15,0 и 14,9 мкм.

Пример 3. Подложки монокристаллов

ГГГ, диаметром 60 мм и толщиной 0,8 мм, прошедшие химико-механическую полировку, 1 закрепляют в платиновом держателе вибрационного устройства, обеспечивающего колебания пластин с. частотой,Гц: 1-0; 2 — 20; 3 — 50;

4-100; 5 — 200.

Далее процесс ведут по условиям примера 1, Пластины после проведения процесса полирования имеют поверхности: 1 — апельсиновая корка; 2 — 5 — полированная беэ дефектов.

Интервалы 20-.100 Гц легче всего. реализуются в промышленных условиях.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет устранить длительную операцию подготовки кислоты до полируюшего состава и улучшить условия труда за счет устранения загрязнения атмосферы парами фосфорного ангидрида.

Формула изобретения

1, Способ химической полировки подложек галлий-гадолиниевого граната, включающий обработку поверхности горячей фосфорсодержашей кислотой, охлаждение в жидкой среде и отмывку, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий труда, в качестве фосфорсодержащей кислоты используют пирофосфорную кислоту при 220 — 240 С, а охлажде. ние проводят в лиро- или ортофосфорной кислоте при 70 — 100 С.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что обработку кислотой ведут при перемещении подложки по спирали и наложении вибрационных колебаний частотой 20-100 Гц.

3. Способ поп. 1 или 2,отл и чаю ши й- с я тем, что отмывку ведут в деионизованной воде при наложении вибрационных колебаний.

Источники информации, * принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3755023, кл. 156 — 20, опублик. 1973.

2, Szaptonczay А. М. Chemical etching of

gadolinium — даllium garnet substrates. "J, Mater, Sci. 1972, v. 7, N 11, р. !280--1284 (прототип).