[发明专利]一种用于揭示碲锌镉晶体各类缺陷的腐蚀液

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种半导体材料腐蚀液，具体是指一种用于揭示碲锌镉晶体各类缺陷的腐蚀液。

背景技术

碲锌镉材料是一种具有重要用途的半导体材料。主要用于碲镉汞外延的衬底材料和吸收γ射线的材料，用它制备的红外焦平面探测器和γ射线探测器在航天遥感技术、安检技术、医疗诊断技术和武器装备等领域具有广泛的应用。由于受到生长技术的限制，碲锌镉晶体中不可避免地存在着位错和沉淀物两类缺陷，位错密度一般在（1～10）×10⁴cm^-2，沉淀物密度在（1～10）×10³cm^-3。这些缺陷除了直接影响γ射线探测器的响应率、噪声和盲元率等性能，同时也会在外延过程中穿越到碲镉汞外延材料中，造成碲镉汞红外焦平面器件的性能下降。因此，对碲锌镉晶体的缺陷进行揭示、识别和检测是探测器制备的关键工艺之一，同时也是研究和改进碲锌镉晶体生长技术所必须的。传统的碲锌镉晶体腐蚀液如Inoue、Nakagawa腐蚀液等是专门为揭示位错而研发的，这些腐蚀液在碲锌镉晶体表面形成的腐蚀坑大小和形貌类似，不能显著区分位错腐蚀坑和沉淀物腐蚀坑，因此长期以来一直将各类腐蚀坑都归为位错腐蚀坑。本发明针对这一问题提供了一种用于揭示碲锌镉晶体各类缺陷的腐蚀液，这种腐蚀液能在碲锌镉晶体表面形成区别显著的位错腐蚀坑和沉淀物腐蚀坑。

发明内容

本发明提供了一种用于揭示碲锌镉晶体各类缺陷的腐蚀液，用于解决现有腐蚀液不能在碲锌镉晶体表面形成区别显著的位错腐蚀坑和沉淀物腐蚀坑的问题，其特征是以体积百分数计：混合液中质量浓度为70±1%的HNO₃含有20%～25%，质量浓度为40%的HF含有20%～25%，质量浓度为30%的H₂O₂含有20%～25%，其余体积由H₂O补足，组分之和为HNO₃+HF+H₂O₂+H₂O=100%，腐蚀条件为常温下2～3分钟。

用本发明提供的腐蚀液对碲锌镉晶片（111）B表面进行腐蚀后，使用常规光学显微镜对表面的腐蚀坑进行观察。结果显示根据腐蚀坑的特征形貌可以确定腐蚀坑所对应的缺陷。具体做法如下：在1000倍率视场下，腐蚀坑底表面平滑的三角形平底坑和三角形锥形坑对应的缺陷为位错；在1000倍率视场下，腐蚀坑底表面粗糙并因此在显微镜下成黑色的三角形、六边形或不规则形腐蚀坑所对应的缺陷为沉淀物，其中在50倍率视场下观察，腐蚀坑周围的材料形貌呈凹坑的孤立腐蚀坑为富碲沉淀物形成的腐蚀坑；腐蚀坑周围的材料中有大量位错腐蚀坑集聚的腐蚀坑为富镉沉淀物形成的腐蚀坑。

本发明腐蚀液的特点在于：能直接在碲锌镉材料的表面揭示各类缺陷，便于快速检测各类缺陷，并能形成区别显著的位错腐蚀坑和沉淀物腐蚀坑，所形成的沉淀物腐蚀坑的特征形貌尺寸比沉淀物本身的尺寸要大出数倍，适合于检测较小尺寸的沉淀物缺陷。

具体实施方式

实施例1：

按体积百分比配制腐蚀液：质量浓度为70±1%的HNO₃含有20%，质量浓度为40%的HF含有20%，质量浓度为30%的H₂O₂含有20%，H₂O含有40%。

实施例2：

按体积百分数配制腐蚀液：质量浓度为70±1%的HNO₃含有25%，质量浓度为40%的HF含有25%，质量浓度为30%的H₂O₂含有25%，H₂O含有25%。

实施例3：

按体积百分数配制腐蚀液：质量浓度为70±1%的HNO₃含有23%，质量浓度为40%的HF含有23%，质量浓度为30%的H₂O₂含有23%，H₂O含有31%。

采用上述任一实施例腐蚀液揭示碲锌镉材料表面缺陷的工艺步骤具体如下：

1.取沿（111）面切割得到的碲锌镉晶片，将碲锌镉晶片（111）B面用机械抛光去除损伤层并抛出光亮表面；

2.将碲锌镉晶片用煮沸的三氯乙烯清洗干净，再用甲醇清洗掉三氯乙烯后从煮沸的异丙醇中取出待用；