В першому розділі проведений літературний огляд, що включає шість сторінок, містить аналіз сучасного стану розвитку галузі та основні її напрямки. Узагальнено літературу з

питань обробки поверхні напівпровідникових матеріалів методами хіміко – механічного полірування.

У другому розділі розглянуто властивості германію і кремнію, можливості їх обробки, відзначено основні відмінності між ними. Теоретична частина з врахуванням особливостей технології виробництва і застосування дає змогу обґрунтувати окремі стадії обробки, щоб в кінцевому результаті розробити чітку схему дій, оцінити результати роботи, можливі відхилення і їх наслідки.

У третьому розділі висвітлено результати експериментальних досліджень з використанням композицій на основі карбоксі-, аміноетоксі-, глікольаеросилу та аеросилу з привитими на поверхні диметилсилильними групами залежно від лужного чи окисно-відновного характеру середовища. Приведено основні характеристики інградієнтів і приготовлених композицій, методи аналізу і досліджень.

Четвертий розділ присвячений обговоренню результатів досліджень. Приведено результати впливу лугів KOH і NaOH, як окремо, так і в присутності окисників типу Н2О2, побудовано графічні залежності швидкості від часу травлення та інших факторів, які впливають на процес обробки.

Обробка германію в системі двох сильних кислот:

3Ge + 4HNO3 + 12HCl = 3GeCl4 + 4NO + 8H2O

дає найвищі швидкості зняття поверхневого шару, тоді як для кремнію крім лугів, добрі результати забезпечує суміш HF + HNO3.

Залежності швидкості хіміко – механічного полірування від температури, від швидкості обертання полірувальника та інтенсивності його зрошування суспензією, рівно як вплив матеріалу і стану полірувальника, питомого навантаження на деталі, все це разом дало змогу підібрати практично оптимальні режими для кожного матеріалу напівпровідника. В результаті забезпечено зростання виходу корисних заготовок найвищої якості.

ВИСНОВКИ

Враховуючи, що існуюча технологія виготовлення електронних приладів на основі пластин германію і кремнію, супроводжується значним виходом бракованих деталей і втратами дорогих матеріалів при різанні монокристалів чи злитків і особливо при доведенні їх до потрібних розмірів і якості поверхні, нами запропоновано і випробувано нові композиції для хіміко-механічного полірування поверхні напівпровідників.

1. Високодисперсні препарати аморфного діоксиду кремнію з модифікованою поверхнею виявили достатню хімічну стійкість в травильних розчинах як лужного, так і кислотного характеру.

2. Незважаючи, що твердість їх співставима з твердістю оброблюваної поверхні, аміноорганокремнеземи показали в лужних середовищах достатню для практики швидкість обробки кристалів Ge і Si.

3. В кислих середовищах добре зарекомендували себе гліколь- та карбоксіорганокремнеземи, що містять в поверхневому шарі хімічно зв’язані молекули з гідроксильними і карбоксильними групами.

Характерно, що всі випробувані органоаеросили забезпечили потрібну ефективність та якість хіміко-механічної обробки, яка переважала аналогічні показники алмазної обробки поєднаної на фінішній стадії з обробкою оксидами Al2O3, Cr2O3 i ZrO2.

4. Перевагою композицій, створених на основі діоксиду кремнію вказаних марок, також є висока їх структурно-механічна стабільність.

При умові міжопераційної фільтрації крупних частинок через сито № 006 або спеціальну тканину такі композиції придатні для повторного використання в процесі.

5. Кращими травильними системами виявились, крім 20 – 30% - ного розчину лугів KOH і NaOH в присутності Н2О2,

суміші кислот з сильною окислювальною дією та добавками пероксиду водню і біфториду амонію.

РЕКОМЕНДАЦІЇ

Встановлено вплив складу композицій для хіміко-механічного полірування поверхні кристалів германію і кремнію з метою ліквідації „алмазного фону” та доводки поверхні до потрібних параметрів.

Після стадії шліфовки алмазами та білим електрокорундом з розміром зерна 3 мк і менше, пластини Ge і Si полірують на плоскополірувальному станку з використанням вініпластового чи іншого хімічностійкого полірувальника, покритого сатином, що постійно крапельно зрошується відповідно:

Композиція 1: аміноаеросил АЕА – 50-100

розчин NaOH (КОН) 30 % - 100

розчин Н2О2 30 % - 50

деіонізована вода – до 1000

Композиція 2:

карбоксіаеросил КОА – 50 – 100

хлорводнева кислота 31% - 100

азотна кислота 68 % - 50

пероксид водню 30 % - 50

деіонізована вода – до 1000

Композиція 3:

глікольаеросил АДЕГ – 100

HCl + HNO3 (1:1) – 100

біфторид амонію – 50

деіонізована вода – до 1000

Режим обробки:

Число обертів полірувальника в межах від 60 до 150 об/хв

Питоме навантаження на деталі 90 – 120 г/см2

Інтенсивність зрошування 70 крапель/хв

Швидкість полірування 0,15 – 0,20 мкм/хв

Результат обробки - дзеркальна поверхня, 14.

Процес можна організувати на підприємствах, що займаються виробництвом і обробкою германію і кремнію, в тому числі на Київському заводі „Кристал”, Запорізькому заводі феросплавів, заводах „Кварц” і „Гравітон” (м. Чернівці).

монокристалів германію і кремнію.

Виготовлення електронної техніки вимагає напівпровідникових матеріалів надзвичайно високої чистоти з якісно підготовленою поверхнею. З цією метою синтезовано зразки аморфного кремнезему з різним характером поверхні і дисперсністю.

Досліджено вплив концентрації дисперсної фази та складу травильних розчинів на швидкість обробки і якість поверхні напівпровідникових приладів.

Ключові слова: полірування, хімічна взаємодія, травильні композиції, шліфування.

The given degree thesis is a typescript, which is dedicated to development of composition for chemical – mechanical burnishing of germanium and silicon crystals.

Manufacturing of electronic equipment needs semi – conducting materials of high frequency with prepared surface.

Specimens of amorphous silica with various surfaces were synthesized with this aim.

This thesis also reveals influence of dispersed phase concentration and pickle liquors on processing speed and quality of semi – conducting devices surface.

Key words: burnishing, chemical interaction, pickle compositions, grinding.