關(guān)于InP在HCl溶液中的蝕刻研究報(bào)告

基于HC1的蝕刻劑被廣泛應(yīng)用于InP半導(dǎo)體器件，HC1溶液中其他酸的存在對(duì)蝕刻速率有顯著影響，然而，InP并不溶在涉及簡(jiǎn)單氧化劑的傳統(tǒng)蝕刻劑中，為了解決溶解機(jī)理的問(wèn)題，我們江蘇華林科納研究了p-InP在不同HC1溶液中的刻蝕作用和電化學(xué)反應(yīng)。

本研究中使用的p型InP切片由液體封裝的佐克拉爾斯基材料制成，載流子密度為1-210，范圍為cm-3，電極的直徑為3ram，但I(xiàn)nP旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)的直徑為4mm，以Pt對(duì)映電極和飽和熱量電極(SCE)為參考，在常規(guī)電池的電位控制下進(jìn)行電流電位測(cè)量，采用太陽(yáng)能加速器1172頻率響應(yīng)分析儀測(cè)定平帶電位，所有阻抗測(cè)量均在10kHz的頻率下進(jìn)行。

通過(guò)電感耦合等離子體(ICP)發(fā)射光譜法測(cè)定蝕刻溶液中的銦濃度，分析測(cè)定了不同電位下InP的總?cè)芙馑俾?，?shí)驗(yàn)通過(guò)InP電極，InP電極安裝在玻璃微電化學(xué)流動(dòng)電池中，銦濃度可低至0.5ppm，相對(duì)準(zhǔn)確度約為5%，采用LKB可變?nèi)鋭?dòng)泵通過(guò)流動(dòng)池，使用著色探測(cè)器管法(“Dr~ger”管)對(duì)氣體進(jìn)行了定性分析，在我們的病例中，該方法給出了對(duì)磷堿有特異性的顏色反應(yīng)，采用氣體滴定管進(jìn)行氣體定量分析。

我們還測(cè)量了圖中使用的每個(gè)解的莫特-肖特基圖,平帶電位并不依賴于HC1濃度：所有情況下的VrB=0.725-+0.050V。隨著HC1濃度的增加，莫特-肖特基圖的斜率略有減小。這可能是由于蝕刻導(dǎo)致的粗糙化導(dǎo)致的電極表面積增加,為了避免用水將HC1稀釋時(shí)所涉及的不確定性，我們研究了HC1-乙酸溶液中的溶解速率,HC1在乙酸(Ka=10-s~5)中的解離常數(shù)遠(yuǎn)低于水(Ka=10+3),因此，即使在低濃度的HC1下，HC1的解離程度也可以忽略不計(jì)。因此，化學(xué)蝕刻速率可以作為分子HCt濃度的函數(shù)來(lái)研究。

蝕刻速率與InP電極的旋轉(zhuǎn)速率無(wú)關(guān)，這意味著化學(xué)蝕刻速率是由這些HC1分子在動(dòng)力學(xué)上決定的。格瑞舍和華倫提出的半導(dǎo)體化學(xué)溶解機(jī)制包括對(duì)稱雙功能的蝕刻劑，雖然在目前的工作中，我們正在處理一個(gè)不對(duì)稱的HC1分子，但我們提出了一種類(lèi)似于對(duì)稱劑的反應(yīng)方案。InP在HC1溶液中的化學(xué)蝕刻速率與電勢(shì)無(wú)關(guān),在接近平帶值的電位時(shí),陽(yáng)極模蝕刻的速率隨著表面空穴濃度的增加而增加，即隨著電位的增大而增加。在HC1水溶液中，我們已經(jīng)證明了需要6個(gè)孔來(lái)溶解一個(gè)內(nèi)p實(shí)體,這意味著In和P都被氧化為三價(jià)態(tài)，這對(duì)IILV材料很常見(jiàn)。

審核編輯：湯梓紅