GaSb是一種由Ⅲ-Ⅴ族元素組成的窄禁帶半導(dǎo)體材料,因其晶格常數(shù)跟光譜范圍在1.7～4.4μm的三元、四元固熔體合金材料相匹配,可作為良好襯底材料而備受重視。本文在簡(jiǎn)述GaSb半導(dǎo)體性質(zhì)和GaSb基器件的發(fā)展歷程后,分析比較了 GaSb材料主要刻蝕技術(shù)（干法、濕法）的優(yōu)缺點(diǎn)及存在問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上本文以濕法刻蝕為研究方向,對(duì)GaSb的包括刻蝕液配方和刻蝕工藝參數(shù)的濕法刻蝕體系及在該刻蝕體系中的刻蝕行為,以及該體系下刻蝕質(zhì)量和刻蝕速率的影響因素等內(nèi)容進(jìn)行了研究。首先,根據(jù)刻蝕后GaSb襯底的宏觀形貌、微觀形貌、表面粗糙度以及刻蝕速率,篩選出了刻蝕液的主要成分,再經(jīng)過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化,得到一種包含10ml鹽酸,10ml過(guò)氧化氫,5ml磷酸,8.0g檸檬酸一水合物,50ml去離子水的無(wú)機(jī)-有機(jī)混酸刻蝕液。在此基礎(chǔ)上通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了刻蝕工藝參數(shù),得到刻蝕溫度40℃,攪拌頻率10r/min,刻蝕時(shí)間10min的最優(yōu)刻蝕工藝參數(shù),從而形成了一種對(duì)GaSb半導(dǎo)體襯底刻蝕速率適中且可控,刻蝕效果良好的無(wú)機(jī)-有機(jī)混酸濕法化學(xué)刻蝕體系。之后,從刻蝕前后襯底表面形貌織構(gòu)和表面成分變化,刻蝕過(guò)程中主要元素反應(yīng)速率... 

【文章來(lái)源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：103 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１直徑２英寸的摻Ｔｅ?ＧａＳｂ半導(dǎo)體晶圓??Ｆｉ．１－１?Ｔｅ?ＧａＳｂ?ｄｏｅｄ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｗａｆｅｒ?２?ｉｎｃｈｅｓ?ｉｎ?ｄｉａｍｅｔｅｒ??

２?不均勾，粗糙?５??１０?１０?４０?１．８?均勻，粗糙?８??１０?１０?５０?１．５?均勻，平整?１０??１０?１０?６０?０Ｊ?均勻，平整?１０???從表３－１中能夠發(fā)現(xiàn)當(dāng)ＨＣ１?／Ｈ２０２／Ｈ２０比例在１：１：２？１：１：４之間時(shí)，刻蝕液的穩(wěn)??定刻蝕時(shí)間（ｔ’）均小于ｌＯｍｉｎ。實(shí)驗(yàn)中能夠觀察到從刻蝕開(kāi)始后不斷有小氣泡向溶液表??面快速聚集，最終分別經(jīng)過(guò)３ｍｉｎ、５ｍｉｎ、８ｍｉｎ后在刻蝕液表面聚集了一層白色泡沫，??圖３－ｌ（ａ）、（ｂ）為液面聚集白色泡沫后的刻蝕液。同時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)這一系列比例的刻蝕??液刻蝕后襯底表面均有不溶性附著物殘留，均勻性差，表面粗糙，這表明體系中ＨＣ１??／Ｈ２０２／Ｈ２０比例在１：１：２？１：１：４之間時(shí)，鹽酸和過(guò)氧化氫的含量較高，會(huì)導(dǎo)致刻蝕液??不穩(wěn)定，而反應(yīng)過(guò)程中刻蝕液的分解會(huì)造成刻蝕表面明顯不均勻、粗糙。??■■??（ａ）?（ｂ）??圖３－１液面聚集白色泡沫的刻蝕液??Ｆｉｇ．３－１?Ｅｔｃｈｉｎｇ?ｌｉｑｕｉｄ?ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｎｇ?ｗｈｉｔｅ?ｆｏａｍ?ａｔ?ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ??１８??

?第三章刻蝕液成分篩選及配方和工藝優(yōu)化???從表３－１中還發(fā)現(xiàn)當(dāng)ＨＣ１／Ｈ２０２／Ｈ２０比例為１：１：５？１：１：６之間時(shí)，刻蝕液的穩(wěn)定??性明顯提高，刻蝕后襯底表面平整均勻，基本保持光澤，刻蝕質(zhì)量相對(duì)較好。由于比??例為１：１：５和１：１：６的刻蝕液刻蝕后襯底表面的宏觀形貌接近，因此需要比較兩者微觀??層面的差異，用原子力顯微鏡檢測(cè)兩者表面粗糙度的大小和二維、三維形貌，用掃描??電子顯微鏡檢測(cè)和比較兩者的表面形貌差異。??下圖３－２、３－３分別為ＨＣｌ／Ｈ２〇２／Ｈ２０比例為１：１：５、１：１：６刻蝕后ＧａＳｂ襯底的??ＡＦＭ圖像。??＾?１：Ｈ＾８ｈｔＳｅｍｏｒ?＆＃？＊??（ａ）?ＡＦＭ二維圖?（ｂ）?ＡＦＭ三維圖??圖３－２比例為１：１：５的ＨＣｌ?／?Ｈ２０２／?Ｈ２０刻蝕后襯底ＡＦＭ圖像??Ｆｉｇ．３－２?ＡＦＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｗａｆｅｒ?ａｆｔｅｒ?ｅｔｃｈｉｎｇ?ｗｉｔｈ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ＨＣ１?／Ｈ２Ｏ２?／?Ｈ２Ｏ?（１：１：５）??■?Ｉ國(guó)??Ｓ?ｉ７ｉｋ５？ｉｔｎｗ?５？？??（ａ）?ＡＦＭ二維圖?（ｂ）?ＡＦＭ三維圖??圖３－３比例為１：１：６的ＨＣｌ?／?Ｈ２〇２?／?Ｈ２０刻蝕后襯底ＡＦＭ圖像??Ｆｉｇ．３－３?ＡＦＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｗａｆｅｒ?ａｆｔｅｒ?ｅｔｃｈｉｎｇ?ｗｉｔｈ?ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ＨＣｌ?／?Ｈ２Ｏ２?／?Ｈ２Ｏ?（１：１：６）??圖３－３是比例為１：１：５的ＨＣｌ?／Ｈ２０２／Ｈ２０刻蝕后襯底ＡＦＭ圖像，圖（ａ）經(jīng)原子力??顯微鏡測(cè)試其表面粗糙度（Ｒｑ）為１５．２ｎｍ，從圖（ｂ）中能夠發(fā)現(xiàn)刻蝕后襯底表面的高度差??達(dá)到６５．５ｎ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]高級(jí)氧化技術(shù)降解苯酚水樣的研究[D]. 劉琛琛.山東建筑大學(xué) 2016
[3]Ⅱ型超晶格紅外探測(cè)性能研究[D]. 于子陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]GaSb表面改性及光電性質(zhì)研究[D]. 王博.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2013
[5]中紅外銻化物激光器工藝中刻蝕研究[D]. 田超群.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2013
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本文編號(hào)：3581360