22. Диффузия и ионная имплантация (для соединений aiiibv)

Для создания р-проводимости в соединениях GaAs,GaP,GaInP,GaAlAsприменяетсяZn. Для диффузииZnвGaAsчерез тонкий слойSiO₂(100÷150 нм) используют составыGa-As-Zn,Zn-GaилиZnAS₂, наносимые непосредственно на плёнкуSiO₂ (сплавZn-Gaдаёт лучшие результаты). Разновидностью указанного метода является диффузия из плёнкиSiO₂, легированнойZnпри выращивании (при осаждении с помощью реакции окисления моносилана,SiH₄, и элементоорганического соединенияZnв чистом О₂при 450^оС).Znв плёнке присутствует в виде соединенияZn-O, стабильного до высоких температур. При проведении термообработки в Н₂при Т > 650^оС происходит восстановлениеZnи он диффундирует вGaAs.

Для диффузии ZnвGaPв качестве источника служит растворGa-P-Znи соединениеZnP₂(либо на поверхность плёнки, либо в ампулу с образцомGaP).

Ионная имплантация проводится бомбардировкой поверхности п/п ионами: Si(O₂⁺) →SiO₂;Si(N₂⁺) →SiN;Si(C⁺) →SiC;GaAs(P⁺) → →GaAsP(твёрдый раствор);GaAs(Al+) →GaAlAs(твёрдый раствор).

23. Травление полупроводников.

Процесс травления п/п состоит в растворении его поверхности при взаимодействии с соответствующими химическими реактивами (кислотами, щелочами, их смесями и солями. Существуют 2 теории самоотравления п/п в травителях: химическая и электрохимическая. Химическая- растворение п/п происходит в 2 стадии: окисление приповерхностного слоя и растворение окисла (многократно повторяется). К травителю - сильному окислителю и растворителю могут добавляться ингибиторы (замедлители реакций) и катализаторы.Электрохимическая- взаимодействие между п/п и травителем обусловлено тем, что на поверхности п/п существуют анодные и катодные микроучастки, между которыми возникают локальные токи. На анодных участках п/п переходит в раствор, на катодных - происходит восстановление окислителя. ТравлениеSi- максимальная скорость травления соответствует соотношениюHNO₃:HF= 1: 4,5 (доли молярные). Итоговая (суммарная) реакция травления: 3Si+ 4HNO₃+ 18HF→ → 3H₂SiF₆+ 4NO+ 8H₂O+ 3(4-n)e⁺+ 3(4-n)e^-. ТравлениеGe- максимальная скорость травления соответствует соотношениюH₂O₂:HF:H₂O= = 1:1: 4 по реакцииGe+ 2H₂O₂+ 6HF↔H₂GeF₆ + 4H₂O. Травители с бихроматом натрия (Na₂Cr₂O₇) дляp-n-переходов - получается хорошая полированная поверхность. Травление пластин и кристаллов п/п проводят в сосудах из фторопласта (экзотермическая реакция - поэтому раствор охлаждают). Широко применяется химико-динамическое травление - активное перемешивание травителя непосредственно у поверхности обрабатываемой пластины. Промывка пластин и кристаллов после травления проводится в деионизованной воде (для удаления следов травителя), качество промывки оценивают по удельному сопротивлению воды (исходное = конечному = 10÷20МОм∙см). Сушка после промывки - в термостате при180÷150^оС с применением инфракрасных ламп.

24. Получение деионизованной воды

Деионизованная вода (ДВ) используется для составления травителей, электролитов и отмывке п/п пластин и кристаллов. Имеется 2 марки ДВ: марка А - ρ = 0,2МОм∙см, марка Б - ρ = 0,1 МОм∙см (предварительная очистка дистилляцией). Для получения ДВ используются ионообменные смолы: катиониты, связывающие катионы (Fe²⁺,Ca²⁺,Na⁺) и аниониты, связывающие анионы (NO₂^-,Cl^-,SO₄^-и др.), соответственно, условные обозначенияR-HиR-OH, гдеR- органический радикал.

Сначала Н₂О поступает в колонку с катионитовой смолой: (R-H)+ +M⁺→ (R-M) +H⁺, затем в колонку с анионитовой смолой: 2(R-OH) + + И^2-→ (R₂- И) + 2ОН^-, где И^2-- отрицательно заряженный ион. В результате соединения Н⁺и ОН^-образуется ДВ.