Влияние травления теллурида кадмия на качество поверхности эпитаксиальных структур

Исследовано травление подложек теллурида кадмия в водных и неводных растворах перед процессом эпитаксиального наращивания структур CdxHg1-xTe и его влияние на качество поверхности эпитаксиальных слоев. В качестве травителей использовали 2—20%-ные растворы брома в изобутиловом спирте, 5%-ные растворы брома в метаноле, диметилсульфоксиде, этиленгликоле, растворы брома в бромистоводородной кислоте и смеси с глицерином, насыщенный раствор бихромата калия в серной кислоте.

Скорости травления изменялись от 0,2 до 9 мкм/мин. Установлен полирующий характер травления подложек теллурида кадмия в 5%-ном растворе брома в изобутаноле. Процесс растворения носит диффузионный характер, лимитирован массопереносом реагентов в интервале температур 10—60 °С и зависит от концентрации брома и вязкости раствора.

Исследованы морфология и высота микронеровностей эпитаксиальных слоев CdxHg1-xTe в зависимости от способа травления исходной подложки. Найдены оптимальные составы травителей для предэпитаксиальной обработки с целью получения структур с высотой микронеровностей поверхности на уровне 0,1 мкм.

1. Пономаренко В. П. Теллурид кадмия-ртути и новое поколение приборов инфракрасной фотоэлектроники // Успехи физических наук. 2003. Т. 173, № 6. С. 649—665. DOI: 10.3367/UFNr.0173.200306c.0649

2. Кожитов Л. В., Косушкин В. Г., Крапухин В. В., Пархоменко Ю. Н. Технология материалов микро- и наноэлектроники. М.: МИСиС, 2007. 544 с.

3. Atuchin V. V., Borisov S. V., Magarill S. A., Pervukhina N. V. Crystal structural premises to epitaxial contacts for a series of mercury-containing compounds // J. Crystal Growth. 2011. V. 318, Iss. 1. P. 1125—1128. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2010.08.059

4. Jiang Q., Mullins J. T., Toman J., Hase T. P., Cantwell B. J., Lloyd G., Basu A., Brinkman A. W., Hetero-epitaxial crystal growth of CdTe on GaAs substrates // J. Crystal Growth. 2008. V. 310, Iss. 7–9. P. 1652—1656. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2007.11.171

5. Nouruzi-Khorasani A., Lunn M. A., Jones I. P., Dobson P. S., Williams D. J., Astles M. G. Surface damage of CdTe by mechanical polishing investigated by cross-sectional TEM // J. Crystal Growth. 1990. V. 102, Iss. 4. P. 1069—1073. DOI: 10.1016/0022-0248(90)90877N

6. Косушкин В. Г., Кожитов Л. В., Головатый Ю. П., Емельянов С. Г., Червяков Л. М., Муратов Д. Г. Модели и алгоритмы решения задач технологии материалов микро- и наноэлектроники. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т., 2018. 359 с.

7. Кольтгоф И. М., Сендэл Е. Б. Количественный анализ. М.: Госхимиздат, 1948. C. 635—657.

8. Иваницкая В. Г., Томашик З. Ф., Томашик В. Н., Фейчук П. И., Моравец П., Франц Я. Влияние кристаллографической ориентации CdTe на его травление иодвыделящими смесями Н2О2-HI-С6Н8О7/этиленгликоль // Конденсир. среды и межфаз. границы. 2007. Т. 9, № 1. С. 47—52. URL: http://www.kcmf.vsu.ru/resources/t_09_1_2007_008.pdf

9. Изобретение № 0002542894. Способ полирующего травителя для теллурида кадмия ртути / А. С. Кашуба, Е. В. Пермикина, 2015. URL: https://edrid.ru/rid/216.013.2ca2.html

10. Изобретение № 0002611211. Способ пассивации поверхности теллурида кадмия ртути / А. С. Кашуба, С. В. Головин, 2017. URL: https://edrid.ru/rid/217.015.a8db.html

11. Изобретение № 0002619423. Способ селективного травителя для теллурида кадмия ртути / А. С. Кашуба, Е. В. Пермикина, П. Р. Петрова, 2017.

12. Парамонов В. В., Новикова О. В., Косушкин В. Г. Химическое травление и термообработка структур теллурида кадмия- ртути // Нелинейный мир. 2017. Т. 15, № 4. C. 64—68.

13. Пат. 2004130554А (РФ). Способ химического травления теллурида кадмия / Н. Н. Колесников, В. В. Кведер, Е. Б. Борисенко, Д. Н. Борисенко, В. К. Гартман, 2006.

14. Томашик З. Ф., Денисюк Р. А., Томашик В. Н., Чернюк А. С., Раренко И. М. Химическое травление монокристаллов твердых растворов Cd1-xMnxTe растворами иода в метаноле // Журнал неорганической химии. 2009. Т. 54, № 6. С. 945—949.

15. Положева А. В., Головин С. В., Лакманова М. Р., Захаров Э. Ф., Кашуба А. С. Химико-механическая обработка поверхности теллурида кадмия-цинка с использованием травителя на основе серной кислоты // Прикладная физика. 2015. № 5. C. 80—83.

16. Воротынцев В. М., Скупов В. Д. Базовые технологии микро- и наноэлектроники : уебное пособие. Москва: Проспект, 2017. 520 с. (С. 156).

17. Ivanits’ka V. G., Moravec P., Franc J., Tomashik Z. F., Feychuk P. I., Tomashik V. M., Shcherbak L. P., Mašek K., Höschl P. Chemical etching of CdTe in aqueous solutions of H2O2 - HF - citric acid // J. of Electronic Materials. 2007. V. 36, Iss. 8. P. 1921—1024. DOI: 10.1007/s11664-007-0166-9

18. Gangash P., Milnes A. G. Etching of Cadmium Telluride // J. of Electrochem. Soc. 1981. V. 128, N 4. P. 924— 926. DOI: 10.1149/1.2127534