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摘要

? ? ? 鍺的溶解在過氧化氫水從3到90%H2O2和pH從1到9已經(jīng)研究在溫度從25~90~已經(jīng)發(fā)現(xiàn)溶解率保持不變的溶液重量3-30%的H2O2低pH，然后減少隨著H2O2增加。所提供的內(nèi)容。pH4以上的反應(yīng)高度依賴于pH，這種pH依賴性隨H2O2濃度的變化而變化。這說明在pH值為5及以上時，低、高H2O2濃度溶液的速率控制步驟可能不同。提出了解釋這種情況的反應(yīng)機(jī)制。

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介紹

? ? ? 使用過氧化氫溶液作為鍺的最終清潔蝕刻是半導(dǎo)體行業(yè)的一個既定實踐。采用稀過氧化氫水溶液作為過氧化氫水溶液。Miller用pH5的體積過氧化氫溶液測定了不同溫度下鍺在3.4%下的溶解速率。本研究是為了更好地了解溶解反應(yīng)的機(jī)理，并確定其對過氧化氫濃度、溫度和溶液pH的依賴性。研究了鍺的電阻率、電阻率類型和晶體完美度對溶解速率的影響。

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實驗

? ? ? 所用樣品為1x1.5x0.010in。單晶n型和p型鍺的電阻率為2-6歐姆cm。1樣品與~111~平面的主要表面在1度內(nèi)，并用氧化鋁包面制備。切片上的隨機(jī)面積測量顯示，表觀表面積的變化小于2%。對單個樣品的電阻率測量顯示變化小于5%。蝕刻前，每個樣品用三氯乙烯、氯仿和甲醇脫脂，干燥，用氫氟酸清洗，并用電阻率高于15兆高姆的蒸餾去離子水沖洗。干燥后，樣品被稱重到最接近的百分之一毫克，厚度用百分盤微米測量到最接近的十分之一毫米。樣品被放置在小型鈍化不銹鋼絲籃中，并單獨(dú)蝕刻在含有150毫升溶液的單獨(dú)燒杯中，每個燒杯保持在176的溫度內(nèi)。沒有使用攪拌蝕刻劑。反應(yīng)熱較低，通過燒杯迅速耗散，從而在所有情況下有效地進(jìn)行反應(yīng)。在每個蝕刻期結(jié)束時，鍺樣品為在大量的去離子水中快速去除和淬滅。沖洗和干燥后，測量樣品并再次稱重。樣品在相同的溶液中蝕刻多次，以建立一個恒定的蝕刻速率。假設(shè)在去除工作損傷層后達(dá)到的恒定蝕刻速率接近于真實的蝕刻速率。由于每蝕刻期間厚度的減少低于刻刻在高濃度過氧化氫的靈敏度，蝕刻速率的大部分?jǐn)?shù)據(jù)以每平方厘米小時毫米為單位，以便從低到高過氧化氫濃度一致。

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結(jié)果

? ? ? 本節(jié)研究了n型和p型非簡并鍺以及簡并n型鍺的溶解速率與溶液溫度的溶解速率與溶液temperature的關(guān)系。

? ? ? 表I給出了通過這些研究確定的不同溶液pH和重量%的H2O2水溶液中的n型鍺溶解的估計活化能值。p型鍺的測定值非常相似。從這些數(shù)據(jù)可以看出，在pH5及以上的活化能約為10.5千卡/摩爾，在pH4及低于該值約6.5千卡/摩爾。對于n型和p型電導(dǎo)率的鍺以及高達(dá)10~原子/cm~的低和高雜質(zhì)水平的活化能相同。溶解速率與pHoS溶液的關(guān)系在圖中5.

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表一 使用n型鍺（2-6）歐姆厘米的各種H2O2蝕刻成分的活化能

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圖5 三種H20=濃度下鍺溶解率對溶液pH的依賴關(guān)系

討論

? ? ? 從實驗結(jié)果可以明顯看出：(a)即使在高溫下，H2O2水溶液中H2O2的溶解率為3~30%；(b)在濃度范圍為30%以上H2O2時，隨著~~含量的增加而線性下降；(c)在pH范圍超過5時，有一定的臨界pH值，該值隨pH的增加而線性增加，如圖所示。 2.這個臨界pH隨H2O2濃度而變化，如圖所示。5和6；(d)在pH4的溶液中，反應(yīng)的活化能約為6.5千卡/摩爾，pH5及以上的反應(yīng)活化能約為10.5千卡/摩爾。由米勒給出的活化能（2）在pH5的3%H2O2的溶液中為11千卡/摩爾；(e)p型鍺蝕刻速率比n型鍺略快；(f)具有缺陷嚴(yán)重且雜質(zhì)濃度高的鍺的溶解率高于非簡并鍺，具有更好的結(jié)晶完美的基礎(chǔ)上。根據(jù)以上實驗結(jié)果，提出了鍺在中溶解的兩步機(jī)理。

? ? ? 實驗中的困難限制了可以獲得控制溶解的條件。例如，在高溫下，在30%H2O、pH大于9的溶液或在90%H2O2濃度溶液中不能進(jìn)行實驗。H2O2解決方案的極端不穩(wěn)定性使得它不可能保持恒定的溫度和位置。然而，在25~以下的溫度下進(jìn)行實驗是可行的，為了獲得更定量的結(jié)果，需要在更低的溫度下進(jìn)行進(jìn)一步的實驗工作。

結(jié)論 ??略

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