Селективный травитель слоев InGaAs относительно InGaAsP

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СЕЛЕКТИВНЫЙ ТРАВИТЕЛЬ СЛОЕВОТНОСИТЕЛЬНО(71) Заявитель Открытое акционерное общество МИНСКИЙ НИИ РАДИОМАТЕРИАЛОВ(72) Авторы Савостьянова Наталья Александровна Тептеев Алексей Алексеевич(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество МИНСКИЙ НИИ РАДИОМАТЕРИАЛОВ(57) Селективный травитель слояотносительно слоя , содержащий молочную кислоту, перекись водорода и деионизованную воду при следующем их соотношении, мас.молочная кислота 10-28 перекись водорода 7,5-15,0 деионизованная вода остальное. Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к изготовлению фотоприемных приборов для детектирования и измерения оптического сигнала, используемых в СВЧ-технике. В процессе изготовления полупроводниковых приборов на основе твердых растворов, , выращенных на подложках фосфида индия, возникает задача точного,прецизионного травления эпитаксиальной структуры на заданную глубину. Для этой цели часто используют стоп-слой, представляющий собой эпитаксиальный слой другого состава, который травится с гораздо меньшей скоростью. Существует множество травителей,которые селективно травятпо отношению ки наоборот 1. Ни один из приведенных в 1 травителей, по нашим исследованиям, не обладает селективностью травленияпо отношению к слою . Селективность травителя определяется соотношением скоростей травления одного слоя по отношению к другому слою. Чем выше величина селективности травителя, тем с большим успехом он может использоваться в технологии производства полупроводниковых приборов. При изготовлении приборов, выполненных на эпитаксиальных структурах твердого раствора - и работающих в СВЧ-диапазоне, возникает задача, когда используемый контактный слойдолжен одновременно служить стоп-слоем для травленияи подложки фосфида индия. Таким образом, возникает необходимость решения технической задачи создания высокоселективного травителя для слояпо отношению к слою . 14849 1 2011.10.30 Известен селективный травитель, изготовленный на основе органической кислоты и перекиси водорода с добавлением соли органической кислоты для достижения определенного значенияраствора 2. Травитель используется для селективного травления следующих полупроводниковых слоев в двухслойной системе /, /,/, /, /. Предложенный в работе 2 травитель не предназначен для селективного травленияпо отношению к слою . Кроме того, приведенный в качестве конкретной реализации способа состав травителя на основе лимонной кислоты (2-оксипропан-1,2,3 трикарбоновая кислота) и перекиси водорода травит как , так и . То есть предложенный травитель не является селективным по отношению к системе /. Наиболее близким аналогом к заявленному травителю является состав, изготовленный смешиванием органической кислоты и перекиси водорода в объемных пропорциях от 11 до 2001 при определенных значенияхраствора 3. Травитель предназначен для селективного травления слоевпо отношению ки , слоевпо отношению ки . Предложенные в работе 3 травители не предназначены для селективного травленияпо отношению к слою . Для проверки селективности травления системы/ нами были опробованы составы на основе 50 раствора лимонной или щавелевой (242) кислоты и 30 раствора перекиси водорода с соотношением компонентов 25 по объему. Травление осуществлялось при температуре 201 С. Полученные результаты представлены в таблице. Травитель 1. Лимонная кислотаперекись водорода 2. Щавелевая кислотаперекись водорода Как видно из полученных результатов, ни один из приведенных составов не обладал хорошей селективностью, соответственно и предлагаемый травитель не подходит для селективного травления системы /. Задачей настоящего изобретения является создание травителя, позволяющего вытравливатьселективно по отношению к . Поставленная задача достигается тем, что селективный травитель слояотносительно слоясодержит молочную кислоту, перекись водорода и деионизованную воду при следующем их соотношении, мас.10-28 молочная кислота (-оксипропионовая кислота) перекись водорода 7,5-15 деионизованная вода остальное, в пересчете на 100 перекись водорода. Травитель готовится произвольным смешиванием компонентов. Процесс травления эпитаксиальных слоевив предложенном травителе обусловлен протеканием двух взаимосвязанных химических реакций. Вначале под действием перекиси водорода происходит окисление поверхности эпитаксиального слоя с образованием соответствующих оксидов. Затем под действием молочной кислоты образованные оксиды растворяются. Чистота (марка) применяемых компонентов, используемых при изготовлении селективного травителя, определяется требованиями конкретного технологического процесса производства изделий микроэлектроники. 14849 1 2011.10.30 Выбранный состав травителя обеспечивал приемлемую скорость (0,15 мкм) травления слояи достаточно высокую (150) селективность травленияпо отношению ки был оптимизирован в результате проведенных исследований,представленных на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 изображена зависимость скорости травленияи селективности травленияпо отношению кот состава компонентов травителя (30 раствор перекиси водорода - 40 раствор молочной кислоты). На фиг. 2 представлена зависимость скорости травленияи селективности травленияпо отношению кот состава травителя (9 мас.перекись водорода,остальное - молочная кислота и деионизованная вода). Выход за рамки указанного процентного соотношения компонентов (молочной кислоты и перекиси водорода) приводит либо к уменьшению скорости травления , либо к уменьшению селективности. Скорость травленияниже 0,15 мкм нетехнологична вследствие увеличения времени нахождения эпитаксиальной структуры в травителе, что также может привести к деградации маскирующего покрытия. Для определения селективности травителя к используемой системе были изготовлены опытные образцы, представляющие собой пластиныс нанесенным эпитаксиальным слоеми покрытые наполовину химически стойким лаком (ХСЛ). Образцы выдерживали в исследуемом травителе несколько часов при температуре 201 С, промывали деионизованной водой, удаляли химически стойкий лак. С помощью интерференционного микроскопа Линника МИИ-4 с разрешающей способностью 0,05 мкм измеряли образующуюся ступеньку травления. Рассчитывали скорость травления по формуле/ где- ступенька травления, мкм- время травления, мин. Аналогичным образом измеряли скорость травления , используя для этого в качестве опытных образцов пластиныс нанесенным эпитаксиальным слоем . Время травления ограничивали 10 мин. Были испробованы в качестве селективного травителя системы / ряд составов на основе органической кислоты и перекиси водорода. Оптимальные результаты получены при использовании травителя, в состав которого входит молочная кислота, перекись водорода и деионизованная вода. Проведенные исследования (фиг. 1 и 2) позволили получить и оптимизировать состав травителя на основе молочной кислоты, перекиси водорода и деионизованной воды для высокоселективного травленияпо отношению к . Пример 1 конкретной реализации способа высокоселективного травления . Селективный травитель с содержанием компонентов, мас.молочная кислота 20,перекись водорода 9 (30 раствора перекиси водорода, содержащего 3022), деионизованная вода 71 - обеспечивает при температуре 201 С селективность травления 0,470,53 по отношению к , равную по величине 200. При этом скорость травления 0,470,53 составляет 0,3 мкм/мин. Травитель применим при изготовлении,например, фотодиодов с толстым ( 2-3 мкм) слоем 0,470,53. В этом случае обеспечивается оптимальное соотношение между скоростью травления и временем выдержки структуры в травителе и достигается максимальная селективность травления 0,470,53 по отношению к . Пример 2 конкретной реализации способа высокоселективного травления . Селективный травитель с содержанием компонентов, мас.молочная кислота 12 ,перекись водорода 9 (30 раствора перекиси водорода, содержащего 3022), деионизованная вода 79 - обеспечивает при температуре 201 С селективность травления 0,470,53 по отношению к , равную по величине 160. При этом скорость травления 0,470,53 составляет 0,18 мкм/мин. Травитель применим при изготовлении, например, фотодиодов, работающих в СВЧ-диапазоне. Для уменьшения времени 3 14849 1 2011.10.30 пробега носителей заряда слой 0,470,53 в этих приборах должен быть менее 1 микрона. Применение данного состава травителя обеспечивает оптимальное соотношение между скоростью травления и временем выдержки структуры в травителе. Таким образом, разработан состав травителя, позволяющего обеспечить приемлемую скорость травления слояи высокую селективность (150) относительно слоя. Источники информации 1. Коротченков Г.С. Технологические особенности изготовления СВЧ-приборов на основе фосфида индия. Ч. 1. Обработка поверхности фосфида индия Обзоры по электронной технике, серия 1, выпуск 6 (1260). - Москва, ЦНИИ Электроника, 1987. - С. 24-26. 2.5468343, МПК 01 21/00,. 21, 1995. 3.5419808, МПК 01 21/00,30, 1995 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4