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Behavior of GaSb (100) and InSb (100) surfaces in the presence of H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> in acidic and basic cleaning solutions
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-
발행연도
2017
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등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
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학술저널
수록면
523-534(12쪽)
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<P><B>Abstract</B></P> <P>Gallium antimonide (GaSb) and indium antimonide (InSb) have attracted strong attention as new channel materials for transistors due to their excellent electrical properties and lattice matches with various group III–V compound semiconductors. In this study, the surface behavior of GaSb (100) and InSb (100) was investigated and compared in hydrochloric acid/hydrogen peroxide mixture (HPM) and ammonium hydroxide/hydrogen peroxide mixture (APM) solutions. In the acidic HPM solution, surface oxidation was greater and the etching rates of the GaSb and InSb surfaces increased when the solution is concentrated, which indicates that H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> plays a key role in the surface oxidation of GaSb and InSb in acidic HPM solution. However, the GaSb and InSb surfaces were hardly oxidized in basic APM solution in the presence of H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> because gallium and indium are in the thermodynamically stable forms of H<SUB>2</SUB>GaO<SUB>3</SUB> <SUP>−</SUP> and InO<SUB>2</SUB> <SUP>−</SUP>, respectively. When the APM solution was diluted, however, the Ga on the GaSb surface was oxidized by H<SUB>2</SUB>O, increasing the etching rate. However, the effect of dilution of the APM solution on the oxidation of the InSb surface was minimal; thus, the InSb surface was less oxidized than the GaSb surface and the change in the etching rate of InSb with dilution of the APM solution was not significant. Additionally, the oxidation behavior of gallium and indium was more sensitive to the composition of the HPM and APM solutions than that of antimony. Therefore, the surface properties and etching characteristics of GaSb and InSb in HPM and APM solutions are mainly dependent on the behavior of the group III elements rather than the group V elements.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Surface behavior of GaSb and InSb was investigated in acidic and basic solutions. </LI> <LI> H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> plays a key role in the surface oxidation of GaSb and InSb in acidic hydrochloric acid/hydrogen peroxide mixture (HPM) solution. </LI> <LI> GaSb and InSb surfaces were hardly oxidized in basic ammonium hydroxide/hydrogen peroxide mixture (APM) solution in the presence of H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>. </LI> <LI> The effect of dilution of APM solution on the oxidation of the InSb surface was minimal. </LI> <LI> Surface characteristics of GaSb and InSb in HPM and APM solutions are mainly determined by the behaviors of the group III elements rather than the group V element. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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