Подготовительные операции. Очистка поверхности

Для получения чистой и совершенной поверхности уникальные возможности представляет импульсное лазерное облучение, которое обеспечивает стерильность процесса очистки и получения совершенной кристаллической структуры активного поверхностного слоя. Исследования очистки кремния, арсенида галлия и других полупроводников, проводившиеся путём облучения импульсами рубинового лазера в сверхвысоком вакууме, показали, что такой метод получения чистой поверхности не сопровождается отрицательными эффектами, которые свойственны известным способам и, кроме того, прост в технической реализации. Обсудим некоторые результаты лазерной очистки поверхности монокристаллов кремния и арсенида галлия с использованием длины волны излучения 1,06 мкм. Предварительная подготовка пластин включала обычные операции для этих материалов - травление, отмывку, сушку. Эксперименты проводились в камере оже-спектрометра при остаточном давлении не хуже 4 · 10⁻⁷ Па. Лазерный пучок фокусировали на поверхности образца в пятна диаметром 1–2 мм при изменении плотности энергии в диапазоне 0,5–3 Дж/см². Длительность импульса составляла 15 нс. Лазерный луч сканировали по поверхности полупроводниковой пластины с помощью оптико-механического устройства. Об изменении элементного состава поверхности свидетельствовало изменение амплитуды оже-пиков кислорода (509 эВ), углерода (272 эВ) и элемента подложки на спектрах с поверхности кремния и арсенида галлия и их отношения к амплитудам пиков основного материала образцов — кремния (92 эВ) и мышьяка (31 эВ).

a)	б)
в)	г)

Рис. 7. Иллюстрация физических механизмов сухой лазерной очистки:
а) поглощающая частица; б) поглощающая подложка; в) термическое расширение частицы; г) термическое расширение подложки