Poprawa jakości polerowanych płytek SiC metodą chemicznego utleniania i obróbki termicznej. Badania jakości powierzchni metodami rentgenowskimi

• Autorzy: Sakowska H. , Mazur K. , Teklińska D. , Wierzchowski W. , Wieteska K. , Gała M.

Warianty tytułu

EN

Improvement of the quality of SiC wafers polished using chemical oxidation and heat treatment. Examination of the quality of the surface using X-ray techniques

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu utleniania chemicznego i wygrzewania na poprawę jakości polerowanej, krzemowej, powierzchni płytek SiC. Do chemicznego utleniania zastosowano reakcję Fentona. Czynnikiem utleniającym były rodniki hydroksylowe (OH^*) powstające z rozkładu nadtlenku wodoru (H₂O₂) w obecności jonów żelaza Fe(II). Uzyskano poprawę parametrów chropowatości przy określonych warunkach utleniania. Wygrzewanie płytek polerowanych standardowo, w odpowiednio dobranych warunkach, pozwoliło na uzyskanie chropowatości na poziomie atomowym Ra ∼ 0,1 nm oraz znaczną redukcję warstwy uszkodzonej. Jakość krystaliczną płytek badano przy użyciu metod rentgenograficznych: dyfraktometrii, topografii i reflektometrii. Pomiary gładkości powierzchni, przed i po obróbce badano przy pomocy mikroskopu optycznego z kontrastem Nomarskiego i mikroskopu sił atomowych AFM.

EN

Experimental results of chemical oxidation and thermal annealing and their influence on the improvement of the quality of the polished surface of silicon carbide (SiC) wafers have been presented. The Fenton process was used in the process of chemical oxidation. Hydroxyl radicals (OH^*) generated during the decomposition of a hydrogen peroxide (H₂O₂) solution were the oxidizing agents. The quality of the roughness parametres was improved. After thermal annealing in vacuum at T 900°C a very smooth surface was obtained, subsurface damaged layers were reduced, with Ra ∼ 0,1 nm. Both the crystallographic quality and roughness of the layers were investigated using X-ray methods. The surface smoothness before and after processing was measured using an atomic force microscope (AFM) and an optical microscope.

Słowa kluczowe

PL

SiC; utlenianie katalityczne; polerowanie

EN

SiC; catalytic oxidation; polishing

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 40, nr 2
• Strony: 3--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Sakowska H.

autor

Mazur K.

autor

Teklińska D.

autor

Wierzchowski W.

autor

Wieteska K.

autor

Gała M.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul. Wólczyńska 133, 01-919 Warszawa,

Bibliografia

• [1] Kikuchi M., Takahashi Y., Suga T., Suzuki S., Bando Y.: Mechanochemical polishing of silicon carbide single crystal with chromium (III) oxide abrasive, Journal of the American Ceramic Society, 75, (1992), 189-94
• [2] Zhou L., Audurier V., Piruoz P., Powell J.A.: Chemomechanical polishing of silikon carbide, Journal of Electrochemical Society, 144, 6, (1997), L 161-163
• [3] Yagi K., Murata J., Kubota A., Sano Y., Hara H., Arima K., Okamoto T., Mimura H., Yamauchi K.: Defect-free planarization of 4H-SiC (0001) substrate using reference plate, Japanese Journal of Applied Physics, 47, l, (2008),104-107
• [4] Kubota A., Yoshimura M., Fukuyama S., Iwamoto C., Touge M.: Planarization of C-face 4H-SiC substrate using Fe particles and hydrogen peroxide solution, Precision Engineering, 36, (2012), 137-140
• [5] Richtarch C.: Method of preparing a surface of a semiconductor wafer to make it epiready, United States Patent: US 7,060, 620, B2, 2006
• [6] Lebedev S.P., Demente’ev P.A., Lebedev A.A., Petrov V.N., Titkov A.N.: Fabrication and use of atomically smooth steps on 6H-SiC for callibration of z-displacements in scanning probe microscopy, 13th International Conference of Silicon Carbide and Related Materials, Nürnberg, Germany, October 11-16, 2009
• [7] Sakowska H., Mazur K., Wierzchowski W., Gała M., Batijewski R., Ostrzyżek P., Zagubieniak W., Manikowski K.: Sprawozdanie ITME, 2011, Poprawa jakości polerowanych płytek SiC metodą chemicznego utleniania i obróbki termicznej. Rentgenograficzne badania reflektrometryczne i dyfraktometryczne wpływu udoskonalonych metod przygotowania powierzchni zarodzi na poprawę jakości strukturalnej monokryształów SiC.