Механізми хімічного травлення напівпровідникових матеріалів. Види хімічного травлення. Вплив структури кристалічної ґратки на швидкість травлення.
Процес хімічної оброботки н/п заключається в розчині їх поверхневого слою під дією кислоти або лужних травників. Данний процес являється гетерогенним, так як взіємодія н/п матеріала з травником здійснюється на границі розділу двох різних середовищ:
твердої (підшарок);
рідкої ( травник).
Фіксування температури травника дозволяє реалізувати процес хімічної обробки з постіною швидкістю і таким чином можно розрахувати товщину видаляємого слоя н/п матеріалу.
Але потрібно враховувати той факт, що швидкість травлення слою, порушеного при хімічной обробці не однакова. Швидкість травлення механічно порушеного слою значно велика. Це пояснюється наявністю в механічно порушеному слої великої кількості структурних порушень. Це може бути порушення кристалічної гратки матеріалу, які підвищують ефективну площу взаємодії н/п матеріалу з травником, що призводить до підвищеної швидкості травлення .
Види хімічного травлення:
Травлнення Si
Хімічна інертність Si пояснюється наявністю на пластині оксидної плівки, яка розчиняється тільки в лужних розчинах та кислоті. Для цього при хім. обробці Si використовуються 2 види травників: кислотний та лужний.
Травлення карбіду Si
Карбід Si дуже стійкий до хімічної взаємодії при температурах до декількох сот градусів цельсія. Для травлення такого матеріалу необхідно щоб в зв'язок вступили кремній та вуглерод.
Найбільш підходящими травниками для карбіду Si являються склади на «»»»»»»»»»»»»» солей та лугів.
Травлення арсеніду галію.
Арсенід галію травлять як в лужних так і в кислотних травниках. Полірувальним травником для арсеніда галію являється склад на основі азотної і «»»»»»» кислоти і води , «»»»»»» у відношенні 3:1:2.
Іонно-плазмова і плазмохімічна обробка поверхні напівпровідникових матеріалів. Механізми впливу. Області застосування іпо і пхо.
Іонно-плазмова обробка кристалів являється одним із специфічних процесів в напівпровідниковій мікроелектроніці, який не потребує використання рідких травників. Суть процесу заключається у взаємодії прискореного потоку іонів інертного газу з поверхнею оброблювального підшарка.
Схема установки для іонно-плазмової обробки:
1-робоча камера; 2-термоімісйний катод; 3-анод; 4-підшарок; 5-плазма.
Для здійснення всього процесу вихідний н/п підшарок розміщують в робочий камері, де виникає тиск інертного газу. За допомогою розміщених в середині камери електродів добиваються стабільного тліючого розряду. Простір заповнений електронно-іонною плазмою. На підшарок відносно плазми подається велике від'ємне значення напруги (-3 кВ).
Врезультаті позитивно заряджені іони плазми бомбардують поверхню підшарка та вибивають атом из поверхні, тобто травлять її.
Плазмохімічна обробка використовується в процессах видалення поверхневого шару матеріала підшарка .який знаходиться в твердій фазі, при взаємодії цього підшарка з плазмою активних газів. В цьому випадку протікає процес реактивного травлення матеріала підшарка.
Процес плазмохімічної обробки відмінний від обробки підшарків іонно-плазмовим методом тим, що видалення речовини з поверхні підшарка проходить не тільки в результаті її її бомбардування позитивно зарядженими іонами плазми, але і в результаті хімічної взаємодії підшарка з активними реагентами плазми.