Дослідження фізико-хімічної взаємодії легованого домішками Ga, Ge, Sn, As Cl, Sb кадмій тeлуриду з бромвиділяючими розчинами систем H2O2–HBr–розчинник і розробка травильних композицій та режимів обробки поверхні монокристалів вказаних напівпровідників.
Аннотация к работе
Міністерство освіти і науки України ХІМІЧНА ВЗАЄМОДІЯ НЕЛЕГОВАНОГО ТА ЛЕГОВАНОГО CDTE З ТРАВИЛЬНИМИ КОМПОЗИЦІЯМИ НА ОСНОВІ РОЗЧИНІВ СИСТЕМИ H2O2-HBRЗ дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Прикарпатського національного університету ім. З використанням математичного планування експерименту побудовано концентраційні залежності швидкості розчинення (vроз) (діаграми Гіббса), встановлено концентраційні межі існування областей поліруючих і неполіруючих травників, виявлено вплив природи розчинника на vроз, поліруючі властивості травників та якість полірованої поверхні при використанні розчинів досліджуваних систем. Досліджено кінетичні закономірності та встановлено механізм процесу розчинення нелегованого і легованого Ga, Ge, Sn, As Cl, Sb кадмій телуриду в бромвиділяючих розчинах H2O2-HBR і чотирьох систем H2O2-HBR-розчинник. Вперше для модифікації поверхні нелегованого та легованого різними домішками CDTE запропоновано бромвиділяючі травильні композиції на основі розчинів системи H2O2-HBR та оптимізовано їх склади для ХМП і ХДП, розроблено методики підготовки високоякісних полірованих поверхонь. С использованием математического планирования эксперимента построены концентрационные зависимости скорости растворения нелегированного и легированного CDTE в травильных смесях исследуемых систем (диаграммы Гиббса), установленны концентрационные границы существования областей полирующих и неполирующих травителей, выявлено влияние природы растворителя на скорость химического растворения, полирующие свойства травителей и качество полированной поверхности.При створенні приладів напівпровідники використовуються в основному легованими тими або іншими домішками, і тому встановлення впливу легування на основні закономірності їх хімічного травлення має велике практичне значення, оскільки процес хімічної обробки напівпровідникового матеріалу при його легуванні різними домішками може вимагати певних коректив. Попередні експерименти показали перспективність використання для різних етапів хімічної обробки нелегованого та легованого домішками Ga, Ge, Sn, Sb, As Cl кадмій телуриду бромвиділяючих розчинів на основі гідроген пероксиду і бромидної кислоти, оскільки такі композиції володіють хорошими поліруючими властивостями і характеризуються невисокими швидкостями травлення, що є цінними властивостями для ХМП і ХДП монокристалів і плівок. Метою дисертаційної роботи є встановлення характеру фізико-хімічної взаємодії нелегованого та легованого домішками Ga, Ge, Sn, Sb, As Cl кадмій телуриду з бромвиділяючими розчинами систем H2O2-HBR-розчинник; виявлення впливу легування на процеси хімічного травлення; розробка та оптимізація травильних композицій і вибір технологічних режимів для формування високоякісної поверхні напівпровідникових пластин, що застосовуються в технологічних операціях при виготовленні робочих елементів напівпровідникових приладів. Для досягнення поставленої мети необхідно було розвязати наступні задачі: - дослідити кінетичні закономірності (концентраційні і температурні залежності швидкості травлення) і особливості фізико-хімічної взаємодії нелегованого та легованого CDTE з розчинами систем HBR-H2O2-розчинник з використанням методу диску, що обертається; В дисертаційній роботі досліджено кінетику і механізм процесів розчинення нелегованого та легованого домішками Ga, Ge, Sn, Sb, As Cl кадмій телуриду в розчинах чотирьох систем H2O2-HBR-розчинник методом диску, що обертається, та побудовано 54 поверхні однакових швидкостей травлення (діаграми Гіббса) з поділом областей розчинів на поліруючі, селективні та неполіруючі.Для зясування механізму процесу розчинення проводили вимірювання залежності швидкості травлення від швидкості обертання диску в координатах v-1 ~ ?-1/2 (оскільки v-1 = 1/KC0 (a/DC0)g-1/2, де k - константа швидкості реакції; C0 - концентрація активного компонента; D - коефіцієнт дифузії компонента в розчині; a - стала. Для підтвердження механізму протікання реакції досліджували залежність швидкості розчинення від температури і будували їх в координатах ln v ~ 1/T (за рівнянням Арреніуса). В залежності від величини співвідношення концентрацій [H2O2]/[HBR] в конкретному розчині бром, що виділяється, може або розчинятися в надлишку HBR (можливе утворення складних іонів [Br(Br2)1-2]-), утворюючи композиції, подібні за складом і властивостями до розчинів Br2 в HBR, або видалятися із розчину. У четвертому розділі висвітлено результати експериментальних досліджень розчинення нелегованого і легованого CDTE в розчинах систем H2O2-HBR-розчинник, де розчинником були лактатна (C3H6O3), цитратна (C6H8O7) та тартратна (C4H4O6) кислоти.