Гальванотехника и ее применение в микроэлектронике — страница 7

  • Просмотров 8287
  • Скачиваний 301
  • Размер файла 26
    Кб

невозможно. В тоже время получить идеально чистую поверхность (без посторонних примесей) тоже невозможно. Для удаления загрязнений на поверхности и приповерхностном слое, в том числе тех, которые находятся в химической связи с материалом пластины или подложки, используют химические методы удаления. Они основаны на переводе путем химической реакции загрязнений в новые соединения, которые затем легко удаляются. Одним из таких

методов является электрохимическое травление полупроводников. Процесс травления пластин и подложек состоит в растворении их поверхности при взаимодействии с соответствующими химическими реагентами (щелочами, кислотами, их смесями и солями). В соответствии с электрохимической теорией взаимодействие между полупроводником и травителем обусловлено тем, что на поверхности пластины при погружении ее в травитель существуют

анодные и катодные микроучастки, между которыми возникают локальные токи. На анодных участках происходит окисление кремния с последующим растворением оксида и образованием кремний-фтористоводородной кислоты, на катодах – восстановление окислителя (азотной кислоты). В процессе травления микроаноды и микрокатоды непрерывно меняются местами. Результирующее уравнение реакции при этом имеет вид: 3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O Для

ряда травителей энергия активации химической реакции DЕа на порядок и более превышает энергию активации, определюящую скорость диффузии реагента. В этом случае скорость травления определяется скоростью химической реакции vр: Vтр = vр¥ (NA)a (NB)b exp(- DЕа/(RT), где NA и NB - концентрации реагирующих веществ; R – универсальная газовая постоянная; a и b – показатели, численно равные коэффициентам в уравнении химической реакции. Поскольку

энергия активации химической реакции зависит от неоднородности поверхности, скорость травления чувствительна к состоянию поверхности. Так как различные кристаллографические поверхности структуры кремния имеют различно значение DЕа, то скорость травления зависит от ориентации пластин, а также от температуры. В качестве селективных травителей (травители, для которых контролирующей стадией является химическая реакция)

пластин кремния используют водные растворы щелочей (например, NaOH, KOH) и гидразин гибрат (NH2)2H2O. Для селективных травителей характерная разница скоростей травления в различных кристаллографических направлениях достигает одного порядка и более. Так, для щелочных травителей изменение скорости травления соответствует схеме (100) > (110) > (111). Селективное травление используют для локальной обработки полупроводниковых пластин, в том