Chimie și Tehnologie Chimică
Etching de semiconductori elementari de germaniu și siliciu. Etchingul de germaniu într-un gravor acid CP-4. Etchantul are un efect de lustruire. Compoziția sa include azot, hidrofluoric, acizi acetici și brom. Primele două componente sunt un agent de oxidare și un agent de complexare. Procesul de gravare poate fi exprimat prin ecuația cumulativă [c.284]
În discuția de mai sus se presupune că energia eliberată în timpul reacției nu introduce modificări semnificative în concentrația moleculelor activate în diferite etape ale procesului. Această ipoteză este valabilă numai în anumite condiții care nu sunt întotdeauna respectate. În absența acestor condiții, concentrația moleculelor activate poate depăși în mod semnificativ valoarea așteptată din formulele derivate. care determină o creștere accentuată a vitezei procesului și contribuie la apariția unui număr mare de particule noi activate. În aceste condiții, procesul încetează să mai fie staționar, iar viteza sa poate crește continuu până la apariția unei explozii sau a unei alte reacții ireversibile. Astfel de procese se numesc procese în lanț și se întâlnesc foarte des în practică. Ecuațiile de viteză pentru procesele lanțului diferă foarte mult de formulele derivate mai sus. Mai jos, în discutarea gravării chimice a germaniului și siliciului, precum și fenomenul de defalcare în joncțiunea pn, oferim exemple de astfel de procese. [C.50]
Datorită mecanismului lanțului, viteza de oxidare a unității în acidul azotic este foarte mare și poate depăși rata de difuzie a moleculelor de solvent. Rata unică de interacțiune a germanuiului și oxizilor de siliciu cu acidul fluorhidric nu este, de asemenea, suficient de mare, iar ultimii doi factori asigură efectul de lustruire al etanșului descris. La concentrațiile selectate de acizi azotați și hidrofluorici, viteza și caracterul de gravură sunt determinate de precizia localizării cristalelor care trebuie tratate. [C.114]
Viteza și natura gravării germaniului sau siliciului sunt determinate de raportul dintre ratele de oxidare ale unităților. interacțiunea oxizilor și solvenților, precum și difuzia. [C.115]
Ciclul tehnologic obișnuit al procesării chimice a semiconductorilor constă în gravarea, spălarea și uscarea ulterioară. Compușii formați în acest caz pe suprafața germaniului și a siliciului sunt unii dintre derivații de hidroxid ai acestor elemente. [C.115]
La fabricarea diferitelor tipuri de cabluri ra circuite integrate folosind aceeași tehnologie de bază, care constă în efectuarea multiple operații secvențiale, oxidare, difuzie, corodare, procese fotolitografice. In tehnica recent raspandita plane așa-numita, a cărei caracteristică este aceea că toate elementele active și pasive ale structurii sunt formate într-un strat de suprafață pe o parte a plăcii, iar regiunea de joncțiune p / emițător - bază și de bază - colector sunt situate pe același plan și protejat de un strat de oxid. Aceasta asigură o fiabilitate crescută a instrumentului, deoarece joncțiunile p sunt izolate de influența mediului extern. Variantele de tehnologie plană diferă în metodele de izolare a elementelor active (diode, tranzistoare, rezistențe) una de cealaltă. Izolarea electrică poate fi realizată printr-o joncțiune pn inversă părtinitoare sau un film dielectric de dioxid de siliciu. Uneori utilizați o metodă combinată de izolare. [C.97]
Desfășurați gravarea unui eșantion de siliciu pentru a identifica și a calcula dislocările. [C.106]
placheta de siliciu este fixat în suportul PTFE (pensetă poate fi utilizat cu vârfurile poliacetal) și este gravat în fiecare etapă a CP-8 sau 20-30 la 30-40 în etchant albă, la temperatura camerei. După gravare, probele sunt spălate succesiv cu apă distilată în trei recipiente. După fiecare ciclu de gravare, se determină modificarea masei plăcii Ap. Procesul se repetă până când schimbarea în masă devine permanentă. După îndepărtarea completă a stratului deranjat, este construit un grafic al cantității de material îndepărtat din timpul total de gravare. O curbă tipică cinetică este prezentată în Fig. 60 [c.106]
Fig. 61. Tipul de găuri de dislocare a gravurilor pe suprafața siliciului (111)
În locurile de apariție a dislocărilor pe suprafața cristalului, după gravare, se formează drenuri microscopice (gropi de gravură), care se observă ușor într-un microscop. Forma găurilor depinde de orientarea planelor cristalografice care se află în curs de gravare (de la indicii de față). De exemplu, pe 111 planuri de germaniu și siliciu se obțin găuri triunghiulare A, pe planurile 100) sunt pătrat și pe planuri (DG) sunt dreptunghiulare Г 1. [c.140]
Ca un catod, atunci când gravură germaniu și siliciu, aurul, argintul, nichelul și tungstenul sunt folosite ca fire fine. De exemplu, pentru tăierea electrochimică, se utilizează un fir de tungsten de diametru de 80 μm. Catodul este instalat în imediata vecinătate a suprafeței semiconductoare. Aceasta asigură gravarea numai a unei zone înguste în apropierea catodului. Deci, este posibil să tăiați plăci de germaniu cu grosimea de 0,025 mm și găuri de etch în plăci de 0,4 mm grosime. [C.217]
Dezvoltarea electronicii moderne ar fi de neconceput fără utilizarea unor metode chimice de obținere a substanțelor cu puritate ridicată. utilizate la fabricarea semiconductorilor și a tranzistorilor. Prepararea cristalelor de siliciu și germaniu cu un grad ridicat de puritate. se efectuează prin recristalizare succesivă. Pentru producția de cipuri semiconductoare prin depunerea de filme subțiri. litografie și gravură sunt necesare pentru a menține cel mai înalt nivel de puritate și uniformitate. Este posibil să se judece inadmisibilitatea chiar și a celor mai mici urme de impurități și neomogenități în substanțele fabricate pentru electronică, ci la faptul că pe 1 cm de suprafața microcircuitelor există 660000 de diode semiconductoare moderne. [C.400]
Șlefuirea chimică a siliciului. Decaparea pentru detectarea dislocărilor trebuie în mod obligatoriu să fie precedată de lustruirea chimică, în timpul căreia stratul de suprafață este îndepărtat și se obține o suprafață oglindă. pe fondul căruia structura de dislocare a monocristalului de siliciu este clar dezvăluită. Lustruirea suprafețelor poate fi efectuată în aceste etanșe timp de 40-50 s. Puteți utiliza un gravor mai gros cu adăugarea de acid acetic HNO3 HF CH3COOH = 3 2 2. Decuparea ar trebui să se efectueze 2-3 minute. Probele după gravare sunt spălate bine cu apă distilată și uscate. [C.107]
Pregătirea plăcilor de siliciu pentru sinteză. Plăci siliconice monocristaline, pre-lustruite mecanic la clasa a 14-a de puritate. degresează prin fierbere într-un solvent (alcool izopropilic) timp de 10-15 minute. Substraturile de 0,5-2 minute sunt gravate în etanșantul CP-8 (amestec de HNO3 și HP) sau soluție de HP de 10%. Cernelurile se efectuează în sticle fluoroplastice sub tracțiune. Substraturile sunt apoi spălate timp de 1-3 minute în apă deionizată, uscate pe hârtie de filtru și transferate în plăci Petri. [C.113]
oxizi hidrații de germaniu și siliciu (NzOeOz, NgZYuz și colab.) sunt întotdeauna formate pe suprafața cristalelor acestor elemente, după decapare și clătire, t. E. După prelucrarea uzuală tehnologic [c.94]
Germaniul și siliciul sunt transformate în soluții apoase sub formă de derivați ai dioxidelor corespunzătoare (GeO3, SiOj). În acest fel. procesul de gravare a elementelor luate în considerare constă în reacții de oxidare și dizolvare a dioxidului. La rândul său, fiecare dintre aceste reacții se poate descompune într-o multitudine de etape succesive având viteze diferite ale unităților. Viteza procesului rezultat și proprietățile acestui etanșor depind de relația dintre vitezele unității indicate. Atunci când viteza unității de interacțiune a siliciului sau germaniului cu un oxidant este cea mai mică, etanșantul are proprietăți selective pronunțate și relevă structura cristalină a probei care este prelucrată. [C.111]
Silvarea gravimetrică apare, bineînțeles, în amestecuri alcaline cu oxidanți, de exemplu peroxid, dar nu au nici un avantaj față de alcaline pure și, prin urmare, sunt rareori utilizate. În unele cazuri speciale, amestecurile de peroxid de hidrogen și acid fluorhidric (H2O2 + HF) sunt utilizate pentru a etchiza siliciul și germaniul. Acest etanșant, ca majoritatea altora, este selectiv. [C.112]
În tehnologiile moderne semiconductoare sunt metode deosebit de importante ale expunerii chimice la cristalul inițial de siliciu, care îi permite să formeze o regiune eterogenă de tip p n- și, suprafețele oxidate, și așa mai departe. P.), Care sunt elementele active și pasive ale structurii. Aceste metode sunt în principal spălarea și gravarea, care sunt utilizate pentru a îndepărta impuritățile de pe suprafață și stratul deranjat provocat de prelucrare. a crea un anumit model de pe suprafata membranei, și așa. p. Formarea filmelor sticloase pe 810A bază, sau obținut prin oxidare termică sau depunere din faza gazoasă printr-o reacție chimică. Un rol important în tehnologie îl joacă metodele de creștere epitaxială, care permit crearea unor structuri stratificate monocristalice cu diferite proprietăți electrofizice. O etapă indispensabilă în tratamentul fizico-chimic al unui cristal în fabricarea unui dispozitiv este difuzia impurităților tipurilor de donatori și acceptori. la care se formează regiunile emițătorului și a bazei în tranzistori, rezistențe și alte elemente ale circuitului integrat. [C.96]
Ca oxidanți, HNO3, H2O2, NaOCl, Br2, K3 [Fe (CN) 6I, N328203 sunt cel mai frecvent utilizați în soluțiile de gravare. Sub influența acestor substanțe, semiconductori cum ar fi germaniu și siliciu, pătrund în soluție sau formează filme de oxid de suprafață [p.103]
În plus față de gravura cu clor, uneori se folosește metoda electrochimică. O picătură de soluție apoasă de KC1 este aplicată pe pelicula de oxid. Între acul substrat și platină, introdus într-o picătură creează o potentspalov diferență, în care placa de siliciu este catod (-) (Figura 70.). La această polaritate în locurile de napolit de siliciu. care nu sunt protejate de un film de oxid. se observă emisia de bule de hidrogen, a cărei amplasare pe suprafață este evaluată pe numărul și distribuția porilor. [C.123]
Pentru a determina porozitatea clorului prin gravare plachetei de siliciu trebuie să fie lustruită pe ambele părți pentru stratul de oxid acoperit atât ravnol ERNO power metal ited. Suportul cu plăcile plasate într-un cuptor, acesta este încălzit la 1000 ° C, reactorul este apoi microsection închis și 3, deschiderea supapei de pâlnie de separare. reglează fluxul de clor în acest mod. astfel încât prin vasul Tishchenko cu acid sulfuric să se producă 1-2 bule pe minut. Decaparea se face timp de 15 minute. Apoi opriți alimentarea cu clor și scoateți placa din reactor. Mostra este mai întâi examinată și apoi examinată pe un microscop metalografic. Contorizarea găurile număr rastravlennyh în pelicula de oxid în câmpul vizual minute ocular, urmată de determinarea suprafeței câmpului vizual cu densitatea obiectului micrometrice calculat de pinholes (cm „) în oxid conform formulei N = n / 5, unde n - numărul de pori în domeniu a ocularului, 5 - câmpul de vedere, vezi [c.135]
Înainte de a trata Zincate produse din aluminiu sunt degresate în soluție slab alcalină, decapate în rec acid sulfuric 23%, la 80 ° C timp de 5 misiune Biți și clarificată în acid azotic diluat. Cast aliaje cu un conținut ridicat de siliciu soderzhanns supuse scurta (3-5 s) gravat într-un amestec (3: 1) N acid fluorhidric azotic [c.48]
