journal-opt - abstr254-260

https://doi.org/10.15407/jopt.2018.53.254

Optoelectron. Semicond. Tech. 53, 254-260 (2018)

G.P Malanych, V.M. Tomashik

FORMATION OF POLISHED SURFACE OF PbTe AND Pb1-xSnxTe SEMICONDUCTOR PLATES

The PbTe and Pb1-xSnxTe solid solutions single crystals with the (H2O2–HBr–ethylene glycol)/ethylene glycol (EG) bromine-emerging mixtures has been investigated, and etching compositions have been developed and optimized along with the methods of their chemical treatment to form high-quality surface. The dependences of the chemical-mechanical polishing (CMP) rate versus dilution of the base polishing etchant by organic compound have been determined. The dissolution of these semiconductor materials in the aqueous solutions of the (H2O2–HBr–EG)/EG have been investigated, and dependences “etchant composition – etching rate” have been determined. The concentration regions of the areas of polishing and unpolishing solutions have been ascertained. It has been found that the semiconductor etching rate decreases and the polishing features of the H2O2−HBr−EG etching composition improve, when the EG content increase. The minimum value of the etching rates is achieved, when the saturation of the organic component is maximum (60 vol. %). The influence of the quantitative and qualitative etchant compositions and the chemical treatment procedures on the PbTe and Pb1-xSnxTe solid solution surface roughness have been ascertained using metallography and profilography. It has been determined that CMP of the semiconductors by (H2O2−HBr−EG)/EG solutions promote decreasing the structural damages of the substrate and obtaining the highquality polished surfaces. The polishing etchant compositions (H2O2–HBr–EG)/EG and technological procedures of the CMP for the disturbed layer elimination, controlled thinning the plates up to the reference dimension, as well as the surface layers removing and PbTe and Pb1-xSnxTe solid solution finishing polishing have been optimized.

Keywords: single crystal, lead telluride, solid solutions, etching rate, chemical-mechanical polishing.

PDF

References

1. Sangval K. Travlenie kristallov: teoriya, eksperiment, primenenie. M.: Mir, 1990. (in Russian)

2. M.S. Korec, I.G. Tregub, S.M. Yashanov, Materialoznavstvo informacijnoyi tehniki: navchalnij posibnik. K.: Vid-vo NPU imeni M.P. Dragomanova, 2011. (in Ukrainian)

3. Hitova L., Trifonova E.P. Chemical-mechanical polishing of n-PbTe and n-Pb1-xSnxTe crystals. Crystal Res. &Technol. 1984. 19, № 11. Р. 105-108.

https://doi.org/10.1002/crat.2170191128

4. Sternberg Y., Yellin N. Solvent inclusions in LPE grown PbSnTe layers. J. Cryst. Growth. 1981. 53, № 3. Р. 535-541.

https://doi.org/10.1016/0022-0248(81)90136-6

5. Tomashik Z.F., Malanich G.P., Tomashik V.N. i dr. Formirovanie polirovannyh poverhnostej monokristallov PbTe i Pb1-xSnxTe bromvydelyayushimi travitelyami H2O2-HBr-etilenglikol. Voprosy himii i him. tehnologii. 2012. № 4. S. 120-125. (in Russian)

6. Luft B.D., Perevoshikov V.A., Vozmilova L.N., Sverdlin I.A., Marin K.G. Fiziko-himicheskie metody obrabotki poverhnosti poluprovodnikov. M.: Radio i svyaz, 1982. (in Russian)

7. Malanich G.P., Tomashik Z.F., Tomashik V.M. ta in. Himiko-mehanichne poliruvannya monokristaliv PbTe ta tverdih rozchiniv Pb1-xSnxTe v travilnih kompoziciyah H2O2-HBr-etilenglikol. Naukovij visnik ChNU. Himiya. Chernivci: ChNU. 2013. Vip. 640. S. 72-78. (in Ukrainian)

8. Pop S.S., Sharodi I.S. Fizichna elektronika. Lviv: Yevrosvit, 2001. (in Ukrainian)

Г.П. Маланич, В.Н. Томашик

ФОРМИРОВАНИЕ ПОЛИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН PbTe И Pb1–XSnXTe

Исследовано взаимодействие монокристаллических пластин PbTe и твердых растворов Pb1–xSnxTe с бромвыделяющими травителями (H2O2–HBr–этиленгликоль)/этиленгликоль (ЭГ), разработаны и оптимизированы составы травильных композиций, а также методики химической обработки для формирования высококачественной поверхности. Изучены зависимости скоростей химико-механического полирования (ХМП) от разбавления базового полирующего травителя органическим компонентом. Определен характер растворения исследуемых материалов в растворах (H2O2–HBr–ЭГ)/ЭГ, построены графические зависимости “состав травителя – скорость травления”. Установлены концентрационные границы областей полирующих и неполирующих растворов. Показано, что увеличение количества ЭГ в составе травильной смеси уменьшает скорость травления полупроводниковых подложек PbTe и твердых растворов Pb1–xSnxTe и улучшает полирующие свойства травильных композиций. Минимальные значения скоростей травления достигаются при максимальном насыщении смеси органическим компонентом (60 об. %). Микроструктурным и профилографическим анализами установлено влияние количественного и качественного состава травителей, а также способов химической обработки на параметры шероховатости поверхностей PbTe и твердых растворов Pb1–xSnxTe. Установлено, что ХМП монокристаллических полупроводников травильными растворами состава H2O2−HBr−ЭГ способствует уменьшению структурных нарушений подложек и получению качественной полированной поверхности. Оптимизированы составы полирующих травильных композиций (H2O2–HBr–ЭГ)/ЭГ и технологические режимы ХМП для снятия нарушенного слоя, быстрого контролированного утонения пластины до заданной толщины, снятия поверхностных пленок и финишного полирования поверхности монокристаллических образцов PbTe и твердых растворов Pb1–xSnxTe.

Ключевые слова: монокристалл, теллурид свинца, твердые растворы, скорость травления, химикомеханическое полирование.

Back / Повернутися