Селективное травление

Метод химического травления кристаллов был введён в исследовательскую практику ещё в XVIII веке в целях выявления кристаллографической симметрии природных кристаллов. Суждения о симметрии вырабатывались на основе изучения формы ямок травления на разных кристаллографических гранях.

микроэлектроники. По мере накопления экспериментальных данных стало очевидным, что помимо определения плотности дислокаций, форма и микроморфология ямок травления могут быть использованы для изучения также и других физических свойств материалов [56,58 ] при условии выполнения ряда предпосылок.

Образование ямки травления протекает путём возникновения образования зародыша в месте выхода дислокации на поверхность с его последующим ростом путём горизонтальной трансляции атомных ступенек.

В практическом плане для получения хорошо сформированных ямок травления необходимо выполнение условия V_π> V_s, где V_n- скорость образования зародыша, a V_s- скорость продвижения ступеньки, при этом желательно удерживать на минимально возможном уровне (в идеале нулевом) скорость травления бездефектной поверхности V_pсогласно рисунку 2.13. Эти критерии могут быть выполнены путём оптимизации температуры и состава травителя, однако морфология ямки, частности, наклон её боковых стенок стенок по отношению к поверхности зависит также от таких факторов, как декорирование дислокации (при наличии облаков Коттрелла) и типа дислокации.

Рисунок 2.13 - Схематическое изображение дислокационной ямки

травления [4]

В целом к числу факторов, влияющих на морфологию и относительные размеры дислокационной ямки относятся [4]:

симметрия, отражающая связь между кристаллографией и формой ямки травления относится к кристаллографическая ориентация (симметрия) протравливаемой поверхности;

полярность поверхности;

состав травителя;

изменения химического состава вблизи дислокации (атмосфера Коттрелла) и в матрице;

ориентация дислокации по отношению к поверхности;

упругая энергия дислокации, характеризуемая её вектором Бюргерса.

Указанные факторы в конечном счёте определяют форму растворения кристалла, профиль растворяющейся поверхности, образование ямок и бугорков, а также значения скоростей травления в местах расположения дефектов. Анализ предсказаний и ограничений, разработанных к настоящему времени моделей теорий [58] показывает, что ни одна из них не охватывает в целом всех этапов, имеющих место в процессе растворения, и соответствующую теорию ещё предстоит разработать, основываясь на накоплении новых экспериментальных данных.

2.2.6.1