Электрохимическая полировка. Идея электрополировки заключается

Заканчивать процесс травления следует, доливая воду в стакан, не извлекая при этом пластину из травителя. Это связано с тем, что при травлении выделяется тепло, в результате травитель нагревается и скорость травления растет. Обычно применяют большие объемы травителя и травят одну пластину, повтор этот эффект заметно не проявляется. Когда же на поверхности извлеченной из стакана пластины остаются капли травителя, то в этих местах начинается бурная реакция, пластина покрывается пятнами и углублениями, кроме того, при соприкосновении пластины с воздухом на ее поверхности образуется черный налет моноокиси кремния.

Электрохимическая полировка. Идея электрополировки заключается в том, что на кремний подается положительное смещение, процесс анодного растворения становится более управляемым. У поверхности кремния создается тонкая вязкая пленка продуктов растворения, обладающая электрическим сопротивлением большим, нежели сопротивление самого электролита. Толщина такой пленки над пиками (микронеровностями) меньше, чем над впадинами. Анодный ток в соответствии с этим перераспределяется, и пики травятся быстрее. Чем тоньше пленка при электрополировке, тем выше качество полученной в результате поверхности. Толщина и сопротивление пленки зависят от ряда факторов, в первую очередь, от состава электролита, скорости его перемешивания и температура.

 Рис.4. Схема устройства для электрополировки полупроводниковых пластин:1 – осветительная система для генерации дырок при обработке полупроводниковых пластин n-типа; 2 – металлический катодный диск; 3 – капельница с электролитом; 4 – пластина полупроводника; 5 – металлический анодный диск.

 

В состав электролита входит плавиковая кислота или 6ифторид аммония и глицерин, регулирующий вязкость. Схема установки для электрохимической полировки пластин приведена на рис.4.

Лабораторное задание

1.                 Осуществить входной контроль кремниевых пластин.

2.                 Определить при помощи химического травления толщину нарушенного слоя, вызванного механической обработкой (шлифовкой) поверхности кремния.

3.                 Провести травление полированной кремниевой пластины в травителях для определения зависимости скорости травления от состава травителя.

4.                 Осуществить контроль качества поверхности пластин.

Порядок выполнения работы

1.                 Поместить  пинцетом кремниевую пластину на столик микроскопа. Пластины должны иметь зеркальную поверхность с тонкой сетью рисок, исчезающих от изменения направления света. Считается недопустимым наличие: трех и более рисок, не исчезающих при изменении направления света; дефектов материала (дислокационные ямы), видимых в отраженном свете, общим количеством более десяти штук; выбоин, сколов, трещин на поверхности пластины, находящихся на расстоянии более 1 мм от края.

2.                 При помощи многооборотного индикатора измерить толщину кремниевой пластины. Толщина пластины замеряется в пяти точках, из них в четырех точках по периферии пластины, но не ближе, чем в 3 мм от края.

3.                 Шлифованную пластину травить в травителе с соотношением компонентов HNO3:HF:CH3CООH = 15:2:5 в течение 8 мин постадийно с интервалом в 1 мин. Извлекая каждый раз пластину, измерять ее толщину и рассчитывать скорость травления. Построить график зависимости скорости травления от времени. Определить толщину нарушенного слоя.

4.      Полированную пластину травить постадийно пять раз по 10 с в травителях с концентрацией кислот НN03:HF  = 2:8; 3:7; 4:6; 7:3. Построить график зависимости скорости травления от состава травителя.

5.      Для выполнения пп. 3 и 4 необходимо выполнить следующие операции:

   налить в стакан для травления 50 см3 травителя, раствор должен покрывать поверхность пластины;

   вставить стакан в гнездо установки полирующего травленая;

   установить скорость вращения стакана на установке полирующего травления 60 — 70 об/мин;

   поместить пластину в стакан пинцетом с фторопластовым наконечником, рабочей стороной вверх, включить мотор и секундомер;

   выдержать пластину в травителе в течение указанного времени;

   выключить мотор и извлечь стакан с травителем;

   залить стакан почти доверху деионизованной водой и слить содержимое стакана в специальный слив дня травителя, оставив разбавленный травитель на дне стакана в таком количестве, чтобы он покрывал пластину;

   вынуть пластину из стакана и промыть в струе деионизованной воды. Просушить, провести измерения.

5.   Просмотреть рабочую поверхность пластины, держа ее за край пинцетом и поворачивая под разными углами.

Просмотреть рабочую поверхность пластины в темном и светлом полях

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector