Разработка технологии пластин полупроводниковых соединений AIIIBV современной точности обработки

• Автор: Мальвинова, Ольга Валерьевна
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Оглавление
Глава I. Особенности обработки полупроводниковых пластин бинарных соединений АШВ в соответствии с современными требованиями . Литературный обзор

1.1 Введение.

1.2Требования к качеству полупроводниковых пластин бинарных соединений АШВУ

1.3 Физикохимические свойства полупроводниковых соединений АШВУ и их влияние на процессы обработки подложек.

1.4 Основные этапы обработки полупроводниковых материалов.

1.5 Выводы и постановка задачи.

Глава II Методы исследования и визуализации приповерхностных нарушений, возникающих в пластинах соединений АШВЧ в процессе механической и химикомеханической обработки
.1 Разработка методики косого шлифа для определения глубины нарушенного слоя в пластинах арсенида галлия, фосфида галлия и фосфида индия

.2 Определение глубины нарушенного слоя методом послойного удаления материала.

.3 Оценка качества поверхности полупроводниковых пластин арсенида галлия, фосфида галлия и фосфида индия
после проведения процесса химикомсханичсского полирования
.4 Материалы, исследуемые в работе4
Глава III. Разработка технологии двухстороннего шлифования свободным абразивом пластин арсенида галлия, фосфида галлия, фосфида индия большого диаметра
III. 1. Сравнительный анализ качества поверхности и геометрических параметров пластин, полученных методами резки алмазным кругом с внутренней режущей кромкой и многопроволочной
III.2 Прогнозирование глубины приповерхностных нарушений при механической обработке пластин фосфида галлия, арсенида галлия и
фосфида галлия
Ш.ЗИсследование глубины повреждений в приповерхностных слоях пластин при проведении процесса шлифования в зависимости от размера абразивных частиц7.
III. 4 Влияние удельного давления, скорости подачи суспензии и механических свойств материала на качество проведения процесса шлифования пластин арсенида галлия, фосфида галлия и фосфида
Ш.4 Выводы по главе III
Глава 4 Разработка технологии прецизионного химикомеханического полирования пластин фосфида галлия, арсенида галлия и фосфида индия.
IV Исследование качества поверхности пластин фосфида галлия и арсенида галлия после проведения процесса одностороннего химикомеханического полирования. .
Ш.2. Исследование возможности снижения параметра разноголщинности в полированных пластинах арсенида и фосфида галлия диаметром мм.
IV.3 Выбор компонентов полирующей суспензии для химикомеханического полирования пластин фосфида индия
1У.4 Выводы по главе IV
Выводы.
Литература


Требование к качеству полупроводниковых материалов АШВУ определяются необходимостью получения качественных эпитаксиальных слоев на их основе. Известно 8, что в процессах эпитаксии на начальной стадии зародышеобразования в слое особенно сильно на качество формируемой пленки оказывают влияние как структурные дефекты, характеризующие качество исходных монокристаллических слитков, так и дефекты, связанные с качеством проведения процессов подготовки поверхности полупроводниковой подложки. Отмечается , что на морфологию, кристаллическую структуру и электрофизические свойства выращиваемых пленок большое влияние оказывает морфология, степень чистоты и кристаллическое совершенство поверхности подложек. Состояние поверхности исходной пластины и способ ее обработки оказывает влияние на процесс роста слоя в начальный период, на процесс зародышеобразования, скорость роста, образование дефектов ,. Микрорельеф эпитаксиальных слоев, как правило, повторяет микрорельеф подложки. Эпитаксиальный слой может наследовать дефекты подложки или устранять их в зависимости от условий обработки и режимов осаждения. Источником дефектов в эпитаксиальных слоях могут также быть различные поверхностные загрязнения частицы пыли, органические загрязнения, фазовые пленки. Эти дефекты могут служить центрами образования дефектов выращиваемых эпитаксиальных слоев, проявляющихся в виде выступов, углублений и дислокаций. Адсорбированные атомы взаимодействуют с окисными пленками и другими чужеродными фазами и реализуется трехмерное зародышеобразование дефект упаковки . Плотность дефектов упаковки определяется наличием в приповерхностном слое подложки механических повреждений и напряжений, загрязнений посторонними примесями и ступеньками окисла. Электронномикроскопические исследования выявили существенное различие в морфологии поверхности эпитаксиальных пленок, выращенных на подложках после различных методов механических и химических обработок . На химикомеханически и химически полированных пластинах часто растут слои без видимых ступеней, но с ямками роста. После газового травления подложек плотность ямок роста существенно снижается вплоть до полного их исчезновения при большом времени травления. Способ обработки поверхности подложки и ее качество оказывает существенное влияние и на такие структурные и электрические характеристики эпитаксиальных пленок как микротвердость, плотность дислокаций и подвижность носителей заряда , . Кроме того, при повышенных температурах в процессе производства приборов, перестройки дефектнопримесных скоплений на поверхности полупроводникового материала становятся особенно ощутимы и приводят к неконтролируемому ухудшению параметров готовых изделий или выходу их из строя. В связи с этим получение высококачественной поверхности полупроводниковой пластины, максимально совершенной по структуре и геометрии и однородной по химической природе и чистоте является исключительно важным. Основные требования к подложкам полупроводниковых соединений АИВУ, являющимися основой для проведения процесса газофазной эпитаксии представлены в таблице 1. Можно видеть, что требования, предъявляемые в настоящее время к полупроводниковым пластинам АШВУ весьма высоки и находятся на пределе возможностей процессов, используемых на современном этапе. В тоже врсмя постоянное совершенствование полупроводниковой техники и микроэлекгроники обуславливает еще более жесткие требования к качеству и параметрам подложек. Требования, предъявляемые к полупроводниковым пластинам АШВУ, можно разделить на две группы первая характеризует качество поверхности, вторая геометрические параметры изготовляемых подложек. Рассмотрим первую группу требований. Качество поверхности характеризуется ее микрорельефом шероховатостью, кристаллическим совершенством и степенью физикохимической чистоты отсутствием фазовых пленок и загрязнений. Микрорельеф совокупность неровностей поверхности, образующих рельеф поверхности. Шероховатость поверхности при абразивной обработке возникает в результате многократного царапанья поверхности абразивными зернами.