×
27.03.2015
216.013.35f3

СПОСОБ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ПЛАСТИН АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области обработки полупроводниковых материалов и может быть использовано в технологии изготовления приборов, в том числе матричных большого формата на основе арсенида галлия. Способ включает обработку пластин вращающимся полировальником и полирующим составом, дополнительно содержащим в качестве комплексообразователя винную кислоту, в качестве смазывающей добавки этиленгликоль, при следующем содержании компонентов, об. %: пероксид водорода - 7,0-70,0, 30% водный раствор винной кислоты - 7,0-60,0, этиленгликоль - 5,0-15,0, деионизованная вода - остальное. Технический результат - одноэтапное проведение обработки с помощью полирующей композиции, не содержащей абразив, и обеспечение высокого качества обрабатываемого материала за счет уменьшения дефектности его поверхности. 2 ил., 1 табл., 3 пр.
Основные результаты: Способ химико-механического полирования пластин арсенида галлия, включающий обработку пластин вращающимся полировальником и полирующим составом, отличающийся тем, что полирующий состав дополнительно содержит в качестве комплексообразователя винную кислоту, в качестве смазывающей добавки - этиленгликоль при следующем содержании компонентов в полирующем составе, об. %:
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области обработки полупроводниковых материалов, а именно к химико-механическому способу (ХМП) полировки пластин арсенида галлия. Изобретение обеспечивает высокое качество поверхности и может быть использовано в технологии изготовления приборов, в том числе матричных большого формата на основе арсенида галлия.

Известны способы химико-механического полирования арсенида галлия [RU 2007784], в которых используют следующие составы:

первый состав: после алмазного полирования пластины обрабатывают в растворе, содержащем сульфаминовую кислоту и цеолит NaA. Матовость поверхности удаляется путем суперфинишной ХМП;

второй состав: после алмазного полирования используется состав, содержащий водный раствор углекислого аммония, железосинеродистый калий, силиказоль, 30% двуокиси кремния. Полировальником является безворсовая лавсановая ткань.

Известен способ химико-механического полирования полупроводниковых материалов [RU 2457574], содержащий частицы абразива - цеолита NaX с размером зерна 15.0-20.0 мкм или частицы диоксида кремния, средний размер которых составляет 10.0-1000.0 нм, йод в спиртовом растворе - 0.1-1.0 мас.%, при этом содержание спиртового йода в композиции составляет 1.0-5.0 мас.%.

Недостатками этих способов являются многостадийные процессы полировки с использованием абразивных материалов, что приводит к усложнению технологии обработки и созданию на поверхности дефектов.

Известен способ химико-механической полировки арсенида галлия [RU 1715133], содержащий в качестве абразива натриевый цеолит на первом этапе, силиказоль - на втором этапе, при следующем соотношении компонентов, мас.%: абразив 10.0-20.0, сульфаминовая кислота 1.3-2.8, пероксид водорода 15.0-28.0, сульфанол 0.01-0.8, вода остальное.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ химико-механического полирования арсенида галлия [RU 1715133], в котором для получения высокой плоскостности поверхности полирование проводится в два этапа, причем в качестве окислителя используют пероксид водорода, в качестве поверхностно-активного вещества используют сульфазол, при следующем соотношении компонентов, мас.%: абразив 10.0-20.0, сульфаминовая кислота 1.30-2.80, пероксид водорода (30%) 15.0-28.0, сульфазол 0.01-0.80, вода остальное. На первом этапе применяют в качестве абразива натриевый цеолит, затем силиказоль, причем на первом этапе удаляют 80-95% припуска, на втором - 5-20% припуска.

Изобретение имеет недостаток, так как предполагает обработку в два этапа на одном и том же полировальнике, причем при проведении второго этапа требуется тщательная промывка полировальника, планшайбы и пластин для удаления натриевого цеолита, содержащегося в композиции первого этапа, - это трудоемкий процесс, и трудно определить время полного перехода от одного абразива к другому в условиях непрерывного взаимодействия полировальника с двумя полирующими составами. Еще один недостаток абразивных композиций для химико-механического полирования заключается в том, что они приводят к созданию в обрабатываемом материале примесно-дефектных комплексов, которые являются эффективными центрами зарождения кластеров. Кроме того, в обработке абразивными материалами даже незначительные по размеру частицы могут создавать в материалах с низкой микротвердостью зоны с пластической деформацией, которые снижают параметры приборов.

Цель изобретения - устранение обработки в два этапа с помощью полирующей композиции, не содержащей абразив, и уменьшение дефектности поверхности обрабатываемого материала.

Поставленная цель достигается тем, что осуществляют обработку пластин вращающимся полировальником и полирующим составом, содержащим пероксид водорода, винную кислоту, этиленгликоль и деионизованнную воду. С целью устранения обработки в два этапа и упрощения процесса полирования при сохранения качества поверхности полирование проводят полирующим составом, не содержащим абразива, а в качестве комплексообразователя используют винную кислоту, в качестве смазывающей добавки - этиленгликоль, при следующем содержании компонентов в полирующем составе, об.%:

Пероксид водорода 7.0-70.0
30% водный раствор винной кислоты 7.0-60.0
Этиленгликоль 5.0-15.0
Деионизованная вода остальное

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в способе химико-механического полирования пластин арсенида галлия, включающем воздействие на пластины полировальника и полирующего состава, в качестве окислителя используют пероксид водорода, в качестве комплексообразователя - винную кислоту, в качестве смазывающей добавки - этиленгликоль. Химико-механическое полирование ведут на одном и том же полировальнике в один этап при давлении на пластину 4.3-7.5 кПа, скорости вращения полировальника 20 об/мин. Скорость съема материала составляет 0.4-1.2 мкм/мин в полирующем составе при следующем соотношении компонентов, об %: пероксид водорода 7.0-70.0, винная кислота (30%) 7.0-60.0, этиленгликоль 5.0-15.0, деионизованная вода - остальное. В предлагаемом способе полировки эффект достигается тем, что при использовании полирующего состава на поверхности арсенида галлия образуется пассивная пленка, состоящая из продуктов взаимодействия полирующего состава и арсенида галлия, которая легко удаляется тканевой поверхностью мягких полировальников в отсутствие абразивных материалов.

Пример №1. Проводят химико-механическое полирование пластин арсенида галлия. Для приготовления одного литра полирующего состава в емкость наливают 630 мл пероксида водорода, 200 мл 30%-ного водного раствора винной кислоты, 100 мл этиленгликоля, деионизованная вода остальное. Скорость съема составляет 0.8 мкм/мин при давлении на пластину 4.3-7.5 кПа.

Пример №2. Проводят химико-механическое полирование пластин арсенида галлия. Для приготовления одного литра полирующего состава в емкость наливают 430 мл пероксида водорода, 400 мл 30%-ного водного раствора винной кислоты, 100 мл этиленгликоля, деионизованная вода остальное. Скорость съема составляет 1.2 мкм/мин при давлении на пластину 4,3 кПа.

Пример №3. Проводят химико-механическое полирование пластин арсенида галлия. Для приготовления одного литра полирующего состава в емкость наливают 700 мл пероксида водорода, 130 мл 30%-ного водного раствора винной кислоты, 100 мл этиленгликоля, деионизованная вода остальное. Скорость съема составляет 0.4 мкм/мин при давлении на пластину 7.5 кПа.

Пример №1 показывает, что скорость съема не зависит от давления на пластину в указанном диапазоне. Из примеров также видно, что при увеличении соотношения концентрации пероксида водорода к концентрации винной кислоты в растворе скорость съема уменьшается.

Остальные составы полирующих растворов, использованных при химико-механическом полировании, приведены в таблице.

Составы растворов для химико-механического полирования
Пероксид водорода, об.% 30% водный раствор винной кислоты, об.% Этиленгликоль, об.% Вода, об.% Скорость съема, мкм/мин
50.0 20.0 10.0 20.0 0.9
50.0 40.0 10.0 0.0 0.9
25.0 20.0 10.0 45.0 0.1
25.0 55.0 10.0 10.0 1.7
35.0 20.0 10.0 35.0 1.0
15.0 45.0 7.0 33.0 1.5
40.0 20.0 5.0 35.0 1.7
45.0 20.0 15.0 20.0 1.5
15.0 45.0 15.0 25.0 1.0
7.0 50.0 15.0 28.0 1.0
7.0 55.0 8.0 30.0 0.7
7.0 60.0 8.0 25.0 0.7
8.0 55.0 15.0 22.0 1.5
55.0 7.0 13.0 25.0 1.5

Во всех примерах для химико-механической полировки использовался станок с рабочим столом диаметром 220 мм, на котором закреплялся батист. Батист перед химико-механической полировкой смачивался рабочим раствором в течение 1-2 минут. Скорость вращения полировальника 20 об/мин. Пластина арсенида галлия помещается в приспособление, которое устанавливается на рабочий стол полировальника. Скорость подачи раствора в зону полирования - 15.0-20.0 мл/мин. По окончании полирования пластину промывают в проточной деионизованнной воде в течение 5 минут и сушат на центрифуге.

Все пластины после обработки имели зеркальную поверхность 14 класса чистоты по ГОСТ 11141-84, без рисок и окисной пленки. На фиг.1 представлен профиль поверхности пластины арсенида галлия после шлифовки, до обработки ХМП. Среднее отклонение профиля составляет 2 мкм. На фиг.2 - профиль поверхности, обработанной способом ХМП, после съема слоя 200 мкм. Среднее отклонение профиля составляет 0.02 мкм, что соответствует 14 классу. Плоскостность пластин на диаметре 50 мм составила 2-3 мкм. Контроль рельефа и плоскостности проводился на профилографе «Dektak XT» (Bruker).

Рентгеновские исследования показали отсутствие нарушенного слоя после обработки.

Способ химико-механического полирования пластин арсенида галлия, включающий обработку пластин вращающимся полировальником и полирующим составом, отличающийся тем, что полирующий состав дополнительно содержит в качестве комплексообразователя винную кислоту, в качестве смазывающей добавки - этиленгликоль при следующем содержании компонентов в полирующем составе, об. %:
СПОСОБ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ПЛАСТИН АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ
СПОСОБ ХИМИКО-МЕХАНИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ПЛАСТИН АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 32.
10.08.2013
№216.012.5e57

Способ измерения квантовой эффективности и темнового тока фоточувствительных элементов матричных инфракрасных фотоприемных устройств

Изобретение относится к способам измерения параметров инфракрасных матричных фотоприемных устройств (ИК ФПУ), работающих в режиме накопления. Способ измерения квантовой эффективности и темнового тока фоточувствительных элементов матричных ИК ФПУ включает установку ФПУ на заданном расстоянии от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489772
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.6912

Способ изготовления индиевых микроконтактов ионным травлением

Изобретение относится к технологии получения индиевых микроконтактов для соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. Сущность изобретения: в способе изготовления индиевых микроконтактов пластину с матрицами БИС или фотодиодными матрицами защищают перфорированной в местах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492545
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.06.2014
№216.012.d005

Многоэлементный ик фотоприемник

Изобретение относится к многоэлементным или матричным фотоприемникам (МФП) на основе антимонида индия, чувствительным в спектральном диапазоне 3-5 мкм. Конструкция МФП позволяет повысить выход годных и улучшить однородность параметров МФП в серийном производстве за счет увеличения квантовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519024
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.07.2014
№216.012.de3f

Способ изготовления матричного фотоприемника

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых фотоприемников и может использоваться для создания многоэлементных фотоприемников различного назначения. Изготовление матричного фотоприемника (МФП) из объемного материала требует утоньшения базовой области матричного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522681
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de97

Способ изготовления индиевых микроконтактов с помощью позитивного обращаемого фоторезиста

Использование: для получения индиевых микроконтактов и соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. Сущность изобретения заключается в том, что на полупроводниковую пластину с металлическими площадками для формирования индиевых микроконтактов наносят слой позитивного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522769
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.deb8

Способ изготовления микроконтактов матричных фотоприемников

Изобретение относится к технологии получения индиевых микроконтактов для соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. В способе изготовления микроконтактов матричных фотоприемников согласно изобретению формируют на пластине с матрицами БИС или фотодиодными матрицами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522802
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e26e

Способ обнаружения скрытых дефектов матричных бис считывания

Изобретение относится к тестированию матричных БИС считывания и может быть использовано для определения координат скрытых дефектов типа утечек сток-исток, которые невозможно обнаружить до стыковки кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов. На кремниевой пластине с годными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523752
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.08.2014
№216.012.ea6b

Способ заполнения замкнутых микрокриогенных систем хладагентом с предварительной промывкой внутренней полости

Изобретение относится к микрокриогенной технике. Способ заполнения замкнутых микрокриогенных систем хладагентом с предварительной промывкой внутренней полости заключается в том, что к установке заполнения микрокриогенной системы хладагентом подсоединяют микрокриогенную систему, проводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525819
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.ed09

Способ сборки ик-фотоприемника

Изобретение относится к технологии гибридизации ИК-фотоприемника способом перевернутого монтажа (flip chip) и может быть использовано для выравнивания зазоров между кристаллами БИС и МФЧЭ, что приводит к увеличению надежности соединения и стойкости к термоциклированию соединения кристаллов, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526489
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.09.2014
№216.012.f783

Способ измерения квантовой эффективности и темнового тока фоточувствительных элементов в матрице ик фпу

Изобретение относится к способам измерения параметров инфракрасных фотоприемных устройств (ИК ФПУ), работающих в режиме накопления. Технический результат - повышение производительности измерения. Способ измерения квантовой эффективности и темнового тока фоточувствительного элемента (ФЧЭ)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529200
Дата охранного документа: 27.09.2014
Показаны записи 1-10 из 42.
10.08.2013
№216.012.5e57

Способ измерения квантовой эффективности и темнового тока фоточувствительных элементов матричных инфракрасных фотоприемных устройств

Изобретение относится к способам измерения параметров инфракрасных матричных фотоприемных устройств (ИК ФПУ), работающих в режиме накопления. Способ измерения квантовой эффективности и темнового тока фоточувствительных элементов матричных ИК ФПУ включает установку ФПУ на заданном расстоянии от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489772
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.6912

Способ изготовления индиевых микроконтактов ионным травлением

Изобретение относится к технологии получения индиевых микроконтактов для соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. Сущность изобретения: в способе изготовления индиевых микроконтактов пластину с матрицами БИС или фотодиодными матрицами защищают перфорированной в местах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492545
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.06.2014
№216.012.d005

Многоэлементный ик фотоприемник

Изобретение относится к многоэлементным или матричным фотоприемникам (МФП) на основе антимонида индия, чувствительным в спектральном диапазоне 3-5 мкм. Конструкция МФП позволяет повысить выход годных и улучшить однородность параметров МФП в серийном производстве за счет увеличения квантовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519024
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.07.2014
№216.012.de97

Способ изготовления индиевых микроконтактов с помощью позитивного обращаемого фоторезиста

Использование: для получения индиевых микроконтактов и соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. Сущность изобретения заключается в том, что на полупроводниковую пластину с металлическими площадками для формирования индиевых микроконтактов наносят слой позитивного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522769
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.deb8

Способ изготовления микроконтактов матричных фотоприемников

Изобретение относится к технологии получения индиевых микроконтактов для соединения больших интегральных схем (БИС) и фотодиодных матриц. В способе изготовления микроконтактов матричных фотоприемников согласно изобретению формируют на пластине с матрицами БИС или фотодиодными матрицами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522802
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e26e

Способ обнаружения скрытых дефектов матричных бис считывания

Изобретение относится к тестированию матричных БИС считывания и может быть использовано для определения координат скрытых дефектов типа утечек сток-исток, которые невозможно обнаружить до стыковки кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов. На кремниевой пластине с годными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523752
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.08.2014
№216.012.ea6b

Способ заполнения замкнутых микрокриогенных систем хладагентом с предварительной промывкой внутренней полости

Изобретение относится к микрокриогенной технике. Способ заполнения замкнутых микрокриогенных систем хладагентом с предварительной промывкой внутренней полости заключается в том, что к установке заполнения микрокриогенной системы хладагентом подсоединяют микрокриогенную систему, проводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525819
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.ed09

Способ сборки ик-фотоприемника

Изобретение относится к технологии гибридизации ИК-фотоприемника способом перевернутого монтажа (flip chip) и может быть использовано для выравнивания зазоров между кристаллами БИС и МФЧЭ, что приводит к увеличению надежности соединения и стойкости к термоциклированию соединения кристаллов, с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526489
Дата охранного документа: 20.08.2014
27.09.2014
№216.012.f783

Способ измерения квантовой эффективности и темнового тока фоточувствительных элементов в матрице ик фпу

Изобретение относится к способам измерения параметров инфракрасных фотоприемных устройств (ИК ФПУ), работающих в режиме накопления. Технический результат - повышение производительности измерения. Способ измерения квантовой эффективности и темнового тока фоточувствительного элемента (ФЧЭ)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529200
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.10.2014
№216.012.fc64

Способ изготовления многоэлементного фотоприемника на основе эпитаксиальных структур ingaas/inp

Изобретение может быть использовано в системах лазерной локации, обнаружения лазерного излучения, ИК-спектрометрии, многоспектральных ВОЛС, а также нового поколения систем ночного видения. Согласно изобретению изготовление многоэлементного фотоприемника на основе эпитаксиальных p-i-n-структур...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530458
Дата охранного документа: 10.10.2014
+ добавить свой РИД