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

випромінювання на базі напівпровідникових сполук і вузькощілинних твердих розчинів” (1995-1999 рр., № держреєстрації 0195U010992) та “Фізико-технологічні дослідження напівпровідникових систем інфрачервоної мікрофотоелектроніки” (2000-2002 рр., № держреєстрації 0100U000118), одним з виконавців яких був автор дисертаційної роботи.


Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є розробка та оптимізація травильних композицій для телуриду кадмію та твердих розчинів Cd1-xZnxTe і CdxHg1-xTe в розчинах систем HNO3 – HHal – комплексоутворювач і вибір технологічних режимів обробки оптимізованими травильними композиціями для формування якісної поверхні, що застосовуються в технологічних операціях при виготовленні детекторів ядерного випромінювання. Таким чином, об'єктом дослідження є процес хімічного травлення CdTe та твердих розчинів Cd1-xZnxTe і CdxHg1-xTe, а предметом дослідження – травильні композиції для обробки вказаних напівпровідникових матеріалів.


Для досягнення поставленої мети необхідно розв'язати наступні задачі:

- дослідити кінетику (концентраційні і температурні залежності швидкості розчинення) та закономірності фізико-хімічної взаємодії телуриду кадмію та твердих розчинів Cd1-xZnxTe і CdxHg1-xTe з розчинами систем HNO3 – HHal –комплексоутворювач із використанням методу диску, що обертається;

- дослідити вплив умов проведення процесу травлення на механізм взаємодії травника з CdTe, Cd1-xZnxTe і CdxHg1-xTe та якість полірованої поверхні з використанням установки, в якій реалізуються гідродинамічні умови диску, що обертається;

- побудувати поверхні рівних швидкостей розчинення (діаграми Гіббса) для вказаних напівпровідників із застосуванням математичного планування експерименту (метод симплексних ґраток Шеффе) та встановити концентраційні границі поліруючих та неполіруючих розчинів в досліджуваних системах з використанням різних комплексоутворювачів;

- дослідити стан поверхні, що утворюється після хімічної обробки CdTe, Cd1-xZnxTe та CdxHg1-xTe в розчинах систем HNO3 – HHal – комплексоутворювач методами металографічного та профілографічного аналізів, а також склад поверхневих шарів методом рентгенівської фотоелектронної спектроскопії та електронно-зондовим мікроаналізом;

- оптимізувати склади травильних композицій для хіміко-динамічного полірування і хімічного травлення поверхні CdTe, Cd1-xZnxTe, CdxHg1-xTe та розробити методики і режими травлення вказаних монокристалів для наступного проведення металізації на них методом хімічного осадження, з'ясувати вплив різних факторів на якість міжфазної межі метал – напівпровідник;

- з'ясувати вплив обробки поверхні в оптимізованих травильних композиціях на фотоелектричні та електричні параметри структур Au - p-CdTe за допомогою методів вимірювання фотоструму, вольт-фарадних та вольт-амперних характеристик.


Наукова новизна одержаних результатів

1. В дисертаційній роботі досліджено кінетику і механізм процесів розчинення CdTe, Cd1-xZnxTe та CdxHg1-xTe в розчинах семи потрійних систем HNO3 – HHal – комплексоутворювач методом диску, що обертається та побудовано поверхні рівних швидкостей травлення (діаграми Гіббса) з поділом областей розчинів на поліруючі та неполіруючі склади.

2. Використовуючи математичне планування експерименту, оптимізовано склади травильних композицій для хімічного полірування та хімічної різки CdTe та твердих розчинів на його основі, визначено кінетичні та гідродинамічні умови проведення процесів хіміко-динамічного полірування та хімічного травлення, які забезпечують високу якість хімічно травленої поверхні.

3. Встановлено вплив галогенідної кислоти та комплексоутворювача на швидкість розчинення CdTe, Cd1-xZnxTe і CdxHg1-xTe, поліруючі властивості розчинів та якість і хімічний склад полірованої поверхні.

4. Вперше запропоновано використовувати бромвиділяючі та йодвиділяючі травильні композиції на основі нітратної та, відповідно, бромидної і йодидної кислот для обробки Cd1-xZnxTe.

5. Встановлено, що за допомогою хімічної обробки поверхні CdTe перед проведенням металізації можна керувати в певних межах висотою потенціального бар'єру для структур Au - p-CdTe та запропоновано режими проведення процесу хімічного травлення і спосіб обробки поверхні та металізації CdTe з провідністю р-типу для отримання омічного контакту.


Практичне значення одержаних результатів

1. Встановлено концентраційні інтервали розчинів систем HNO3 – HHal –комплексоутворювач, що можуть бути використані для поліруючого травлення CdTe і твердих розчинів Cd1-xZnxTe та CdxHg1-xTe з різною кристалографічною орієнтацією, початковим станом поверхні та електрофізичними характеристиками.

2. Запропоновано поліруючі та селективні травильні композиції і розроблено методики та режими полірування і селективного травлення CdTe, Cd1-xZnxTe та CdxHg1-xTe для виготовлення на їх основі приладів мікроелектроніки. Вперше для полірування твердих розчинів Cd1-xZnxTe запропоновано використовувати бромвиділяючі та йодвиділяючі травильні композиції.

3. Оптимізовані травильні композиції пройшли випробування в заводських умовах і виявилися перспективними для обробки поверхні CdxHg1-xTe в процесі виготовлення інфрачервоних фотоприймачів та CdTe і Cd1-xZnxTe при виготовленні детекторів ядерного випромінювання.


Особистий внесок здобувача полягає в систематизації та аналізі літературних даних по обробці поверхні, хімічному травленню та формуванню контактів для напівпровідників типу АIIВVI, проведенні експериментальних досліджень та узагальненні їх результатів. Автор безпосередньо приймав участь в плануванні та проведенні експериментів, обробці та трактуванні отриманих результатів, їх практичному застосуванні при виготовленні дослідних зразків детекторів ядерного випромінювання. Дослідження складу поверхні проведено спільно з канд. фіз.-мат. наук Комаром В.К., а визначення електрофізичних параметрів структур Au - p-CdTe проводилось при допомозі докт. фіз.-мат. наук. Тетьоркіна В.В. та ст. наук. співр. Сукача А.В. Обговорення та обробка експериментальних результатів проведена разом з канд. хім. наук Томашик З.Ф., канд. тех. наук Даниленко С.Г., та науковим керівником.


Апробація результатів дисертації.Основні результати роботи доповідалися та обговорювалися на наступних конференціях: 1) SPIE. 5th international conference. Material science and material properties for infrared optoelectronics. 2000, Kiev, Ukraine; 2) XVI Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения. 2000, Москва, Россия; 3) X Науково-технічна конференція "Складні оксиди, халькогеніди та галогеніди для функціональної електроніки". 2000, Ужгород, Україна; 4) Конференція молодих вчених