При обработке полупроводников с широкой запрещенной зоной (GaAs, GaP, SiC и др.) заметные скорости растворения удается получить только для соединений р-типа. На границе материала n-типа с электролитом высота потенциального барь­ера столь высока, что ток через границу практически не проте­кает и растворения полупроводника не наблюдается.

Процесс электрохимического травления характеризуется следующими преимуществами:

• отсутствие завалов по краям пластины;

• высокая плоскопараллельность пластин;

• высокий класс чистоты обработки поверхности.

3.7. Парогазовое травление

Парогазовое травление представляет собой высокотемпера­турный процесс поверхностной обработки полупроводниковых подложек в среде газового реагента. При этом поверхностные загрязнения, а также часть атомов полупроводника переводятся в легко летучие соединения, уносимые потоком газа носителя. Парогазовое травление обеспечивает максимально достижимую чистоту поверхности полупроводника, а также легко совмеща­ется с такими базовыми процессами, как эпитаксия и окисле­ние, поскольку может проводиться в одном реакторе без извле­чения подложек в едином технологическом цикле.

Парогазовое травление проводят, как правило, после меха­нической полировки, химического травления и других видов технохимической обработки непосредственно перед проведени­ем процессов эпитаксиального наращивания, окисления и диф­фузии в кварцевых реакторах в потоке парогазовой или газо­вой смеси при температурах от 900 до 1250 °С. В качестве реагентов обычно используют галогены F₂, Сl₂, Вr₂, галогеново-дороды HF, HCl, HBr, HI, сероводород, гексафторид серы, пары воды и другие активные среды:

Si + 2HCl > SiCl₃ + H₂, (3.22)

Si + 2HBr > SiBr₈ + Н₂, (3.23)

Si + 2HI > SiI₂ + Н₂, (3.24)

Si + H₂O > SiO + Н₂, (3.25)

Si + Сl₂ > SiCl₂, (3.26)

(3.27) (3.28)

Si + H₂S > SiS + H₂, 5Si + 2SF₆ > 2SiS + 3SiF₄.

Технологические условия проведения процессов парогазово­го травления для некоторых газовых смесей представлены в табл. 3.1.

Скорость парогазового травления, как правило, слабо зави­сит от температуры, а химические реакции идут с диффузион­ным контролем.

Таблица 3.1

Парогазовое травление кремниевых подложек в различных

газовых средах

№ п/п	Парогазовая смесь	Концентрация реагента, %	Температура процесса, °С	Скорость травления, мкм/с
1	НСl + H2	0,85	1200	0,005
2	H2S + Н2	0,1	1270	0,001
3	Сl + Н2	0,2	1000	0,012
4	H2S + Н2	0,5	1200	0,02
5	SF6 + H2	0,2	1050	0,003

В промышленной технологии наиболее широкое распростра­нение получило полирующее травление кремния в безводном хлористом водороде с использованием газовой смеси НСl - Н₂.

Парогазовое травление арсенида галлия обычно осуществля­ют в смеси НСl - Н₂ или Н₂O - Н₂ при температуре порядка 750 °С. Продуктами травления в НСl являются GaCl и АsСl₃, при обработке в парах воды - Ga₂O и As₂O₃, которые обладают высокой летучестью.

К недостатку метода парогазового травления относится необходимость проведения процесса при высоких температурах. При этом в результате термической диффузии атомов из газо­вой среды в объем подложки может происходить ее загрязне­ние побочными примесями. Кроме того, при травлений полупро­водниковых соединений возможна тепловая генерация точеч­ных дефектов - вакансий, особенно в подрешетке легколетучего компонента.