Способ контроля однородности полупроводникового материала

б 1) 103 СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУВЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЩОМСТВО СССР (ГОСПАТЕПТ.СС ОПИСАНИК АВТОРСКОМУ СВИД ИЗОБРЕТЕН ьсТВУ(У 1) Сибирский физико-технйческий институтимЗДКузнецова при Томском государственнуниверситете йм.ВВХуйбышева 2,. (54) СПОСОб КОНТРОЛЯ ОДНОРОДНОСТИПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МАТЕРИАЛАИзобретение относится к технологии и контролю свойств полупроводниковых материалов, в частности изобретение может быть использовано в технологическом процессе иэготовленив приборов из 2 пбеР 2 для контроля однородности кристаллов и выявленив в них. микровключений посторонних фаэ.Известен способ контроля однородности германия, кремния и некоторых соединений типа А В путем химической обработки поверхности полупроводниковых кристаллов с последующим визуальным наблюдением, позволяющие выявлять тонкую структуру кристаллов - дислОкации, включения второй фазы, полосы роста.Однако, известный способ не позволяет выявить микровключения посторонних Фаз по характерным фигурам роста в кристаллах дифосфида цинка-германия.Наиболее близким техническим решением является способ контроля однородности полупроводникового материала дифосфида цинка-германия путем химической обработки поверхности кристалла в смеси азотная кислота-растворитель и визуального наблюдения обрабатываемой поверхности.Этот способ позволяет контролировать поверхность кристалла, ио не выявляет характерные фигуры травления, связанные с наличием микровключений посторонних фаз.Целью изобретения является выявление микровключений посторонних фаэ по характерным фигурам травления.Цель достигается тем, что в известном способе контроля однородности полупроводникового материала дифосфида цинка- германия путем химической обработки поверхности кристалла в смеси азотная кислота-растворитель и визуального наблюдения обрабатываемой поверхности, в качестве растворителя используют воду и указанную обработку проводят при соотношении кислоты и воды 3:2 при 80-100 0 в течение 12-16 мин,Указанная обработка при данном соотношении компонентов позволяет выявлять характерные фигуры травления, связанные с наличием микровключений постороннихфаз, т.е. позволяет осуществлять контроль однородности кристалла,Для исследований используют пластины ЕпбеР 2, вырезанные из монокристалла, выращенного методом Бриджмена. Предварительная обработка заключается в шлифовке поверхности порошком Ми полировке в горячей смеси азотной и соляйой кислот в соотношении 1;3 в течение.1 мин. Кислоты соответствуют марке "ЧДА",:Установлена, что. 2 пбеР 2 практическине растворяется в холодном травителе, поэ 5 тому исследования проводят при поаышенной температуре. Подготовленные образцытравят в смеси азотная кислота, вода в соотношении 3:2,После химического трайлению проводят1 О изучение поверхйости кристалла с по-.мощью оптического микроскопа и растрово го электронного микроскопа РЗМ 400.Четкие четырехугольные ямки травления образуются йа кристаллографическйх15 гранях, например (110), .ориентированныхперпендикулярно оси роста кристалла. Наобразцах, вырезанйых параллельно оси роста, наблюдаются протяженные ограненные области.: вытянутые вдоль оси роста20 кристаллов. Рентгенотопографическим методом показано; что указанные ямки появляются в местах выхода на поверхностьвключений посторонних фаэ.Исследуют зависимость скорости трав 25 ления и состоянйеповерхности от концентрации кислоты в растворе травителя.Результаты экспериментов приведены. втабл. 1,На основании проведенных исследоваф30 ний сделан вывод об оптимальном соотношении компонентов тра вителя:НЙОз:Н 2 О 3 2Исследуют: влияние температуры обра-,ботки на результаты травления в интервале35 30-110 С. Обнаружено, что образованиечетких ямок происходит в интервале температур 80-100 ОС. Результаты экспериментовприведены в таба 2.Исследована эависимостькачества40 рельефа от продолжительности травления.Результаты приведены в табл; 3,Таким образом,.за 12-1 б.мин обработкиЕпбеР 2 в растворе оптимального состава ямки травления достигают максимальных .раз 45 меров, оставаясь достаточно четкими. Приболее продолжительном травлении наблюдается растравливание.граней ямок, четкостьихтеряется, при травлении менее указанногоинтервала времени ямки травления не успе 50 веют достичь размеров и огранки соответствующих включениям второй фазы.На основании приведенных исследований можно сделать вцвод, что наиболееконтрастно ямки травления проявляются на55 поверкности кристалла ЕпбеР 2 после егохимической обработки при соотношенииазотной кислотыи воды, равном 3;2, при80-1000 в течение 2-16 мин;Данный способ позволяет контролировать кристаллы ЕпбеР 2 на однородность поТаблица 1 Зависимостьскарости травления и состояния поверхности от концентрации кислот, Г .,х .ббработки на результаты травления. Та а Влияние темпера 51050473 6фигурам, травления, связанным с налйчиемразмеры микровключений и количество их вмикровключений посторонних фаз и в даль- . единице объема..нейщем:можвт использоваться в качестве,:По сравнению с известными рентгено- .операции. контроля при.обраббтке.техноло-, . вскими способами контроля ростовых нео гии выращиваниякристаллов УпбеР 2, пред- .5 днородностей кристаллов данный способ,наэнвченнмх :. для . создания" существенно проще в аппаратурном ооформ; нелинеййооптических йреобразователеФ :ленин, требует значительно меньшего вре- ИКизлучвния; По сравнению с .базовым": мени для получейия информации по ямкам ,;, способом контрОля однородностй кристал-:.травления, менее опасен для персоналалов УпбеР 2 ткачестве которого выбран про-:.10тотип, даннмй способ:.позволяет выявить.:,; (56) Пшеничников Ю.П. Выявление тонкой микровклечейщя йосторонних фаз и опре . - структуры кристаллов. М,: Металлургия, - делюь их количественные характеристике-:" ". 1974, с. 528.1050473 Таблица,3 Зависимость качества рельефа от продолжительности травления. при 80 ОС ла изобретения ОНТРОЛЯ ОДНОРОДНОВОДНИКОВОГО МАТЕРИА- цинка-германия путем хиотки поверхности кристалная кислота - растворитель наблюдения обрабатцваеед М. Моргент Оркова орректор.Л.Лив е акт Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 акэз 3 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ФормуСПОСОБ СТИ ПОЛУПРО ЛА дифосфида иической обра ла в смеси азот и визуального. мой поверхности, отличающийся.тем, что, с целью вцявления микровключений по.- сторонних фаз по характерным:фигурам травления, в качестве растворителя ис- , пользуют воду и указанную обработку про- . водят при соотношении кислоты и водц 3: 2 при 80-100 С в течение 12-16 мин.