LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Формування полірованої поверхні монокристалів телуриду кадмію та твердих розчинів на його основі в травильних композиціях HNO3 - HHal - комплексоутворювач для приладів електронної техніки

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ












Білевич Євген Олегович






УДК 621.794.4:546.681.19.86







ФОРМУВАННЯ ПОЛІРОВАНОЇ ПОВЕРХНІ МОНОКРИСТАЛІВ ТЕЛУРИДУ КАДМІЮ ТА ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ НА ЙОГО ОСНОВІ В ТРАВИЛЬНИХ КОМПОЗИЦІЯХ HNO3 - HHal -КОМПЛЕКСОУТВОРЮВАЧ ДЛЯ ПРИЛАДІВ ЕЛЕКТРОННОЇ ТЕХНІКИ







05.27.06 – технологія, обладнання та виробництво електронної техніки







АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук







Київ – 2002

Дисертацією є рукопис



Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників НАН України



Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор, провідний науковий співробітник Інституту фізики напівпровідників НАН України Томашик Василь Миколайович


Офіційні опоненти: доктор технічних наук, провідний науковий співробітник Інституту фізики напівпровідників НАН України Конакова Раїса Василівна


доктор технічних наук, завідувач відділом Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Іванченко Володимир Григорович


Провідна установа: Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, відділ фізичної хімії неорганічних матеріалів, м. Київ




Захист дисертації відбудеться “ 15 ” лютого 2002 р. о 16 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.199.01 в Інституті фізики напівпровідників НАН України за адресою 03028, Київ-28, проспект Науки, 45


З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту фізики напівпровідників: 03028, Київ-28, проспект Науки, 45



Автореферат розіслано “ 10 ” січня 2002 року



Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради К 26.199.01,

канд. фіз.-мат. наук Охріменко О.Б.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Напівпровідникові матеріали типу АIIВVI, зокрема телурид кадмію та тверді розчини на його основі Cd1-xZnxTe та CdxHg1-xTe широко використовуються для виготовлення фотоприймачів, чутливих в ІЧ-області спектра, детекторів іонізуючого випромінювання, сонячних елементів. Вони також використовуються як антивідбивні покриття, в оптоволоконних модуляторах, оптичних лінзах, для виготовлення вікон Брюстера, напівпрозорих дзеркал, як підкладки для епітаксії та в інших напівпровідникових приладах і пристроях. Тверді розчини CdxHg1-xTe є основним матеріалом для виготовлення ІЧ-фотоприймачів, включаючи багатоелементні лінійки та матриці. Однак незважаючи на широке практичне використання вказаних матеріалів та виготовлених на їх основі приладів, існують значні технологічні проблеми, зумовлені їх нестабільністю, складністю технології вирощування, недосконалою обробкою та складними умовами роботи в різних режимах.

Невід'ємною частиною сучасної напівпровідникової технології є попередня обробка поверхні монокристалів, яка значно впливає на структурну досконалість поверхні матеріалу та її електрофізичні властивості, що вимагає вивчення закономірностей та механізмів отримання бездефектних поверхонь напівпровідників. Результати таких досліджень необхідні перш за все при пошуку та обґрунтуванні технологічних прийомів цілеспрямованого управління процесами обробки напівпровідників, а також при виборі оптимальних варіантів, режимів та умов хімічних обробок.

Для вивчення об'ємних монокристалів, тонких епітаксійних шарів, при створенні складних приладів і схемних структур широко застосовують методи хімічного травлення. Однак для адекватної інтерпретації результатів травлення необхідне як знання фізико-хімічних процесів, так і визначення ролі основних компонентів травника, їх взаємодії, впливу домішок і т.д.

Хімічне травлення базується на різниці хімічної активності структурних складових або ділянок кристалів у відношенні до хімічних реагентів. В процесі травлення напівпровідників можна виділити два етапи: а) окиснення і б) наступне розчинення продуктів окиснення. Реакція окиснення визначається значеннями термодинамічних констант напівпровідникового матеріалу, а швидкість реакції лімітується, головним чином, процесами переносу. Поведінка монокристалічної поверхні при травленні залежить від її кристалічної орієнтації, оскільки швидкість адсорбції і швидкість вивільнення заряду є різними для різних кристалографічних напрямків. Швидкість розчинення напівпровідника пов'язана з дефектними станами на поверхні кристалу.

Іншими факторами, що впливають на швидкість травлення напівпровідника, є температура при якій проводиться процес, концентрація легуючої домішки, освітлення та концентрація компонентів травника, яка визначає характер дії травильної композиції на поверхню. Вивчення механізму та кінетики розчинення напівпровідників, вдосконалення технології обробки поверхні стримується відсутністю систематичних і комплексних робіт в цій області та недостатньою систематизацією існуючих літературних даних.

До постановки даного дослідження питання хімічного травлення телуриду кадмію та твердих розчинів на його основі Cd1-xZnxTe та CdxHg1-xTe носили переважно емпіричний характер, не приймався до уваги зв'язок кінетики розчинення з механізмом полірування та вибором поліруючих травників, не були досліджені гідродинамічні умови проведення процесів, не враховувались особливості і критерії хімічної взаємодії вказаних напівпровідників з травильними агентами.

Попередні експерименти та аналіз природи компонентів і складу травильних композицій показали перспективність використання для різних обробок CdTe, Cd1-xZnxTe та CdxHg1-xTe сумішей нітратної (окисник), галогенідних (розчинник) та органічних (комплексоутворювач) кислот, що викликало необхідність більш детального вивчення процесів розчинення цих матеріалів у сумішах HNO3 – HHal (Hal - Cl, Br, J) – комплексоутворювач (ацетатна, лактатна, тартратна та цитратна кислоти).


Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано згідно з тематикою та планами наукових досліджень Інституту фізики напівпровідників НАН України, зокрема за держбюджетними темами: “Розробка фізико-хімічних основ технології створення та функціональної діагностики кристалів і структур (приладів) для реєстрації та перетворення енергії інфрачервоного