Защитный экран

(191 (И)СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЗЮЮ:Н ГОСУДАРСТВЕННЫМ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ т- боУ73663,рототип).(21) (22) (46) (72) (71) Крас выпр (53) (56) кл.2 кл. Н 3460165/18-2128.06.8230.10,83, Вюл. В 40В.В. Елисеев и В.С. Панкрато Саранский ордена Трудового ого Знамени завод фЭлектромителъфф621.382(088.8)1, Патент США Ф 3951708 56-600, 1974,Патент Швейцарии В 5 01 Ь 21/306, 1976 (п 21 306 Я 01 Ь 21 68(54) (57) ЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН, преимуцес венно в устройствах для травления ковой поверхности полупроводниковыс пластин, /выполненный, в виде шайбы с фаской по периметру, о т л и ч а вщ н й с я тем, что, с целью повьви.- ния равномерности травления и улучшения электрических характеристик полупроводниковых структур, на рабочей поверхности шайбы выполнен паз, боковые стенки которого располоаены под углом 8-90 к рабочей поверхносоти шайбы.Изобретение относится к изготовлению полупроводниковых приборов иможет быть использовано там, где необходимо химическое травление полупроводниковых материалов.Известно приспособление для травления полупроводниковых подложек,выполненное в виде плоского дискаиэ кислотостойкого материала, например фторопласта, диаметром несколькобольшим диаметра подложки и соприкасающегося со всей ее поверхностьюза исключением периферийных областей 1,Недостатком данного приспособления является то, что при его использовании для травления фаски полупроводниковых структур граница травления получается размытой, а травление происходит неравномерно. Неравномерность травления связана с тем,что вследствие малого угла междуфаской и диском, травитель поступаетв недостаточном количестве. Нечеткаяграница травления связана с проникновением части травителя нод прижимающий диск,Наиболее близким к предлагаемомуявляется защитный экран, преимущественно в устройствах для травлениябоковой поверхности полупроводниковых пластин, выполненный в виде шайбы с фаской по периметру 21 .Недостатком является то, что указанный экран также не исключаетпроникновения правителя под шайбунезависимо от усилий, прижимающих еек полупроводниковой структуре. Затекание. травителя под шайбу приводитк нежелательному подтравливаниюполупроводникового материала за пределами фаски, что создает размытуюкартину травления, и как следствиеразный угол наклона фаски в различных областях одной и той же полупроводниковой структуры. При этом напряжение пробоя рперехода будетопределяться тем участком, где уголнаклона фаски будет самым неоптимальным, хотя остальная часть фаскиможет быть оптимальна. Вследствиеэтого напряжение пробоя получаетсяниже ожидаемого или расчетного зна-чения. Кроме того, травят фаску полупроводниковых структур, имеющих,как правило, уже контактные покрытия,поэтому при проникновении травителяпод шайбу происходит взаимодействиеметаллов с химическими реактивами,Образующиеся Продукты реакции, адсорбируясь на поверхности фаски,увеличивают токи утечки р-и-перехода. Все,это в целом ухудшает электрические характеристики р-И-перехода,Цель изобретения - повышение Равномерности травления и улучшение50 55 60 65 азотной кислоты. В процессе травления стопу вращают вокруг вертикальной оси со скоростью 60-80 об/минВремя травления - 90 с.Практически были опробованы защитные свойства приспособлений с углами с 6 от 0 до 120 . Исследования показали, что травитель практически не проникает за пределы области касания приспособления со структурой, при е от 8 до 90 . Это можно объяснить следующим образом, используя фиг,2, на которой показан момент, предшествующий проникновению травителя уа границу 4, На каплю травителя действуют сила поверхностного электрических характеристик полупроводниковых структур.Указанная цель достигается тем,что в защитном экране, преимущественно в устройствах для травлениябоковой поверхности полупроводниковых пластин, выполненном в виде шайбы с фаской по периметру, на рабочейповерхности шайбы выполнен паз, боковые стенки которого расположены 10 под углом 8-900 к рабочей поверхности шайбы.На фиг.1 изображен защитный экран,разрез, общий вид; на фиг,2 и 3варианты использования экрана при15 травлении фаски р-п-перехода.Устройство содержит шайбу 1, имеющую фаску 2 по периметру, и паз 3,боковая поверхность которого пересекает фаску по всей ее поверхности, 20 4 - граница пересечения боковойстенки паза с поверхностью фаски,термокомпенсатор 5, боковую поверхность 6 полупроводниковой пластины.Экран обычно изготавливают из фторопласта или другого кислотостойкогоматеРиала. Основным размером, характеризующим паэ 3 является угол наклона, образованный пересечением боковой стенки паза к рабочей поверхности шайбы, и который равен 8-900.Примерами использования данногоэкрана может служить использованиеего при травлении фаски полупроводниковой структуры, сплавленной с термокомпенсатором.Устройство работает следующимобразом.Предварительно созданную механи-ческим путем фаску 6 обрабатываютв кислотном травителе для удаления 40 нарушенного слоя.Для этого приспособление накладывают стороной с пазом на открытуюповерхность р-типа р-П-структуры таким образом, чтобы граница 4 находи лась на краю фаски 6. Затем собранную стопу сжимают с усилием. порядкаф 15 кг/см и помещают в ванну с травителем, состоящим из одной частипла,виковой кислоты и пяти частей1051621 б Е 7 авитель Л. Гред А.Бабинец ова о е актор Ю. Сере рректор Л.Пат 2 . Тираж 703ВНИИПИ Государствепо делам иэобрет 13035, Москва, Ж,каз 8 Ь 7 Подписикомитета СССРи открытийкая наб д. 4/ нони ащиша щеПП фПатентфф, г, ужгород, ул. Проектная, 4илиа натяжения жидкости и силы, возникающие эа счет смачивания поверхностей структуры 1 и углубления Г . Результирующая сил Г и Г , направленных вдоль соответствующих поверхностей, пытается разорвать каплю, а сила поверхностного натяжения удерживает ее в равновесии. При уменьшении угла К результирующая сил растет, и при некоторомкритическом угле ж = 8 , она начинает пре О вышать силу поверхностного натяжения, В этом случае капля разрывается и травитель устремляется к центру структуры по микроканалам неровностей контактной поверхности, осуществляя 15 ее травление, Использование приспособления с внутренним углом более 90, тоже не целесообразно, так как во время прижатия его к обрабатываемой поверхности происходит смятие боко 0 вой поверхности углубления и приспособление теряет свои защитные свойства.Процесс травления обычно сопровождается выделением большого количества энергии, за счет которой на=гревается воздух, заключенный вовнутренней полости, образованнойпазом в приспособлении и поверхностьюполупроводниковой подложкй, что также препятствует проникновению травителя и продуктов реакции в эту полость. При одновременной обработкедвух и более полупроводниковых подложек экономически удобно использовать двухстороннее приспособление(фиг.З), сущность которого остаетсятой же, что и в приспособлении длятравления единичной полупроводниковой структуры,Использование предлагаемого прИ- способления при травлении поверхности фаски р-П-переходов силовых полупроводниковых приборов по сравнению с известным пОзволяет увеличить на-, пряжениепробоя на 10-15 и уменьшить токи утечки, в 5-10 раэ по сравнению с использованием известных устройств.