Способ определения типа проводимости слоев полупроводниковых структур

1045313 Д 01 1. 21,66, 6 01 К 31,"6 з(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТ СССР ОТНРЫТ ЕТЕ ТЕЛЬСТ(".ГРЕКГУР, вк.)киПк)(пий СКОС;1, ООР;1оси ПовП;НО(ТИ с( ОС. ПОЬ(. П,с 18 ИКОВОИ 1" И(.,101 Ь 1 )11111(с Обрс 1 бОТс 1)п)ой П 08 р;си)(.1 Г(ч, что, с цльк) рас (Оп с,1 ЬН 81. 8 ОЗЧОЖ НОСТИ, О- ности скоса ведут в ржиме )ния при плотности токав течние 30 - 60 с при слсОИ 1(НИИ КО 1)ИОНнтов СМСИ. 2 1 нгуров кий физи- КОНСКО.1 Го . И. Лоба 088.8) и Н. И., П Электрох) НОЛОГИИ СО РОЛП ПЛЕН Н 382.211 абути В. 11 арамонова В мические мс здания ВИ ость, 980,Н ОДЬ,)1) (1)с )( опгп 1) о Лрр)е(: Рп) в(с. , с 5, р, 550.С 1 ОСОБ ОГ 1 РЕДЕ.7 ЕНИЯИМОСТИ СЛОЕВ ПОЛУ ГЯОС 1 И ОП11 11( 11 П Ь(п И (.с 1 си ) - 1 И ИИ 11 Л РО. 1( 1( Т В с К,56) 1.1 оляковКО 1 Т П1 Яс(,-),1( КТ ро СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 И 7, 185829 83. 111 1 ИабЬКОВСК 1ЕСКИй 1Н Носи 101,36апов и В. Г. Ше (й исследователь 11 ститут при Горь ииверситете и 1. Н ВО 71111 КОВ ВИЗОцрс"сиие Отцос 33 тся к э, ) сктрци:551 срс.ц И Я М, с 1 И Х) С Н Н ц К С П ц С 0 ц с) Х) ц ц р СД(Х 1 С Н И Я Т ПЦОБ ПСРС)ВЦ;Е)1)1 ЦСТ 1 ЦЦГ)ИРОБЦЕНИКЦЕЗ, И МО.жет найти иримсцецис ри определении ы КИ Х Нд Ж 1 ЫХ Ц с ) сЗХ 1 СТРЦВ ГЦХ 0(.ННЫХ Ц 0 1 М цр 0150,цикццых ИОГцслцйных структур, кык ТЦ,1 ИЕИЦЫ И ТП) ПРЦВЦЕИМОСТИ СЛОЕВ Б П,)ОИЗ- ькдс 15 с цц 1 мпроводцикцВых прибцрОБ.И 55 сссц сицсОб эг)сктрцх)м 3)сеско) ц Ок)а ЦЗГИс) си Я СКЦСс 1 ПОГ)УПРОИО ТЦИКОЕЗЦЙ Л ПМК- гур ), кл)очаюций с)рх 3 ровац)е сика цц)о ,)упН)ш)дциковой стрхктуры под небольшим у, пз 11 5=), эгсктрохх)3 с)ескук 1 обработку Ивсрхнскти скоса дц образования БГ),еи- мцЙ цк)НОЙ цг)ецки, Б)Змы;11 ццс ццрсд(г)спи( типы цроводимсли )ш(тных слоев путем срыв 35 1 НИ)1 Их ИВСТОБ С ЭТс).)ОИНЫХ 1 И 1Недота Гком,едц)цгс а)особы является Ц Р с 3 Ц И )С Ц И С ГГО 1 Ц, П Е И Ц С СЛ ОС ЕЗ Ц Р И В Ы 51 Б, 1 С . ЦИ И М)ОГЦСГ)ЦИЦЦИ СТРКТРЫ, СЦДСРЖс ШСИ н,10 сг)цсв бц:1 сс двх. тц СВя:за но ГП 100 с ЦРЦООСМ ЦД)ЦГЦ ИЗ Р-П П(.РСХЦДО 3, ИМС)ОЦПХ. Г ся Б мцц Ос 30 Нц) СГрз ктурс 120-30 Б), либо с осрызснзыиисм и)5 версисго слоя на поверх- НОС)И СруКТурЫ, ЕСГ)И цбЬСЗ)цся КОНЦЕН 12- 1 пи;иноров Б ссос пижс, чем 0 см 3 .ИЗВ(.стцыЙ спо(:00 1)рих)сГих) ДЕ 51 цпр(,с- ЛС)И 51 1)пс 1 ЦРОБОДИМОС.Т 31 ТЦЛЕЦИ)Ы С.)ОС 5 Б стрх ктурых и-п и р-и типы и огряцичецц применим при исслсдовдции мцог(клцйцых л р( к 1(р.11 сисцг)сс 0,изким ц( Схцичсскцй смце)3(сП 1 К ЦР(,Елс)ГсЗСМОМ ЯБГ 15)СТСЯ СГ 10 СОЦ ОПРСДСГ)СЦИ 51 1 И па ЦРЦБЦ,ЕИ МОСТИ СЛОСБ ЦЦГ 1 МПРЦ)ЗОДзо цикцвь)х лруктур путем хихиескОГО Окры. шивыция слоев, Бкл)очаюпий форхИрцванис с)(ссы, обработку поверхцскти скосд Б смеси Иг)БИКОБОЙ И ЯЗОТЦОЙ КИ(.ЛЦ Б ТесСиЕ ВРС- мсцп От 30 с до 2,5 миц: ВзудеЬнм)о ццснКм Т 312 ПРОЕЗОДИ МОСТИ С.)ЦСВ По СТЕПЕ)13 ИХ испсмцсция 12.Однако такой спосоц позволяет исслсдоБс) ГЬ ТОЛЬКО СтРУКтУРЫ, СОДЕРжаШИЕ СЛОИ р-тш)ы, удельцос сопротивление которых лс- ЖИ) Б УЗКОМ ИНТЕрвяЛС О,1- -0,21) ОХ)сСХ. 4) с:труктуры, содсржацие области р-типа с у,Ее) ь 3 ы м 3с О и и ц 1 и 1)Г) с и и 51 м 1, п р с Б ы пя 101 ц ими указаиные, даццым методом выявить трудцсс, посколы(у В этом случ 2 е слОи р-типа темнеют хуже и тлцчить их от слоев п-тица СТс 1 ЦОЗИТСЯ ТРМДСС.45Крох)с того, цсзульгат выявлеция слоев в большей степени зависчт от способа приготовления раствора, который требует силь. ного разбавления. Б частшкти, составленис. травителя с добавлением от 2 до О,( Н)х)03 к концсцтрцрованцой НГ трудно осушествимо, а избыточное количество НМО це дает необходимого потсмцеция р-области структуры.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.Г 1 оставленца 5 пель .1 остигастся гем, что согласно способ определения типа Гроводимости слоев полупроводциковых структур,включаюнему фцрмирцвацис скосы, оораб(п к 5 п О В с р х н Г) с т и скося Б с х)с и ц а 0 с и ц Б( цг ы- ВИКОБОИ КИСЛОТЬ) И ИЗ с 1,)Ы)5 О С)шик ОГ)ры бсп аццой цосрхцости, обры(битку поверх)нк ти скска ведут в рсжимс элсктрцпс,ироваци 5 при плотццсти тока 120 - 150 м.55 см в течение 30 60 с при следукнцсм сцо)1)ц. цншии компоцецтцв, мсГ.(Г:П.)явиковая к 31 слОтс 2,0-;Вода Остальцое а тип проводимости ццредслякт из соотццшеия линейных размеров образовавшихся ямок, причем меньшие размеры ямок соотвлствуют слоям р-типы, ы большие п-типа.На фиг. 1 приведена диаграммы, цокызыБаюшд 51 ОГряничеци 51 15)смени т")ЯБ 1 ец 3)я. П,101 НОСТИ ТЦКЯ И КЦЦЦ(сЦТРЯЦИИ 1)пасЗИКОВЦИ кислоты цри рса,тизации изобрстеция; цы фи 2 х 3 крсс)цтц рафия ск(кы эпитыксиалыкй л руктуры р-и-п тица Ны фи. 3 м и к р О ф ц т 0 Г 1) я ф и и я м ц к т р а Б, ) с ц и я д Г 1 я п,1 ы стин с рызг)ичный т)Г 1 цм прцвц,ихО(ти рызц удсльцым сспрц)3 Гзг)сиисм.На фиг. 1 осизцачсно: область 1 фцрми- Г)овация коричневой пленки цы ццвсрхцост; скоса, которая це позволяет цаблкдать ях)к 1, 00,ыс 1 ь 2 циттинГОВО ц пыв,)сни 51 Г 10- верхности крсмциево)о скоса, дакшсц в р- зультатс Неровную повсрхшкть, тц .Зытрз. - няет цыб.)юдецис ях)ок, область маг)3)х РЯЗмеРОВ 51 хцк, кцт 01)ьс тРТ,иц псспцзн 21 ь ПО;), МИКРОСКОПОМ, ОЦГ)сЗСТЬ 4 РЫЗ.ЗИЧНЫХ размерам ямок травлсция, областьсил),- ЦЦГЦ РЫСТРДВЛГБ 2 НИ 51 515)ЦК,ЕЦ 13." Б.5 с)ЦМИЦ)1 Пст)СКПЬ)тц 1 ЧТО НС ИЦ 1 ВО 151(Т ВЫ ЯБ)1 ТЬ И, 1 инсЙныс раЗ ")сры и ст) и(и 121 ц( трав,1 ци(Отличие в лицейцых размерах ямок тр;)и - ления иа полупроводниковых )лцях г. - р-типа )1)ОБОДНМОл и с Вя 321)Г) с 0).5,:, хехднизхОм их образования. рц Э 1(к 1 р ческом травлении цолуцроводццкы и-ги:ы вблизи дефс ктов кристылличс ской стр( кт, ры процсход)ГГ элек 1 ричсский про(ОЙ;)с;с хода полупроводник п-ти)а э,скт (,51, сра)знивс)с)10 ГО Обычцо с ырьспцм 11 Г)и П)ОООЙ, нося 3 ии Гс 1:зинный хырскте), ид,. цирует. крытковрсмец)нн травлсцис (0,)ВОДЗ)ИКЦГЗОГО МЯТСРИс)га ЗОК;) . .)С фСК)(1ИОс )с Гс)цбц 51 Схцеце) я цс "10)цвы Не 5(Б" ( ность пцкрывыегся я )кыми.,31)Я РС.21 ИЗЯЕИИ СПЦСЦОЫ Цс М Ц)С,1(.Фцых стРУктУРах тица 1) -и- иНс.3,Ож кс) 1(,ЗМ - -0,005) и и+-р-р+ 1 пцдложк;) Е,1 Г 0,005) с у,еелып 13 сцирц 131)зг)еци 5 ми,ц( н и- и р-типа в диапазоцс 1),0% 10 Ос с,: мииимальцой толшицой слцец 1),) х)км, и , (- чеццых суолимацией кремция В ваку) 5)с,;);5- готавливаот скосы под ,1,)ОМ 1 321 м стр;.;- ьуру при к,с и Бают сц стороны Г 10;,10;к к) кварцевой пластине и вертикалын пцхец;е. ют в электролитическую ячейку для ооработ ки, подклк)чиВ цри этом к ы НГ)дм Всрхн и Й эц, Тд КС 12;1 ЬНЫ Й С 1 ЦЙ, Д К Ка )Ц.З - 151;1 И ЦЦБую пластицу. Б качел Бс электро цы польз) нт с(ктав: ГГ - 1 О. С,цпошеискомпонент в составе варьируют таким образом: НГ 1 - 6 мол.%. Время травления 20 - 80 с, ) 110 - 170 мА/см.Как видно из приведенной диаграммы, в зависимости от времени травления при выявлении ямок травления наблюдаются следуюцие ограничения. При малой длительности обработки30 с) ямки не успевают растравиться до такой степени, чтобы их можно было ясно наблюдать. При большей длительности обработки 60 с) ямки растравливаются настолько сильно, что при их большой плотности 1 О см ) они начинают перекрывать друг друга.При малых концентрациях НГ 2,5 мол.%) поверхность скосари электрохимическом травлении покрывается коричневой пленкой. При больших плотностях НГ5 мол.%) электрохимическая обработка дает ячеистую поверхность.При плотностях тока 1( 120 мА/ем наблюдается неровная поверхность, обусловленная питтинговым травлением, а при ) ) 150 мА/ем - поверхность ячеистая (сту. пенчатое травление).На микрофотографии (фиг. 2) показан скос эпитаксиальной кремниевой структуры р-и -пф-типа (подложки КЭМ - 0,005) после электрохимической обработки его в элекгролите состава НГ: НзО = 50: 250 при длительности травления 40 с. Как видно из фотографии, ямки на поверхности скоса раз.шчцы по линейным размерам, которые от носятся как 1:5.Для установления соотношения междутипом проводимости кремния и размерамп ямок трав,ения берут пластины монокристаллического кремния, тпп проводимости и удельное сопротивление которых опредегякт по эффекту Холла. Выбирают пластины оооих типов проводимости с авдеенные сопротивлением 0,005 1 О Ом см и подвергают их 10электрохимической обработке в электро,пте указанного состава. Послс этого поверхность пластины, подвергнутую электрохпмпческой обработке, исследук)т под микроскопом. Как видно нз их сравнения (фцг. 3), ,пнейцье размеры ямок ца кремний ир-типов существенно отличаются во все м диапазоне удельньх сопротив,ц.цпя (0,005О Оххсх). Таких образом, изобретение расциряе 20 функциональные возможности сособа, - скольку концентрации кислот в эгектролите, в котором проводится электрохпмическая об- работка поверхности скоса, це критичны тип проводимости слоев, определяемый ш различию линейных размеров ямок трансения, опредсляегся гя стр кт р содержащих слои с широким диапазоном удегьць сопротивления (0,005 -1 О Ом см), т.е. таких, которые обычно используктся в эпитакспальных структмрах.