Розробка травильних композицій та технологічних процесів формування полірованих поверхонь підкладок арсеніду та антимоніду індію для приладів ІЧ-техніки - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИРобота виконана в Інституті фізики напівпровіднків НАН України/ Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор Томашик Василь Миколайович, провідний науковий співробітник Інституту фізики напівпровідників НАН України. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Горбик Петро Петрович, провідний науковий співробітник Інституту хімії поверхні НАН України; Захист дисертації відбудеться "15 "вересня 2000 р. о 1415 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К26.199.01 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, 45Абразивна і хімічна обробка кристалів напівпровідникових матеріалів, починаючи від різки монокристалічних зливків на пластини до фінішного хіміко-механічного або хіміко-динамічного полірування пластин, є невідємною частиною сучасної напівпровідникової технології, проте, разом з тим, і сукупністю операцій, які найбільш небезпечні з точки зору погіршення структурної досконалості матеріалу та його електрофізичних властивостей. Для вирішення вказаних проблем, як на окремих етапах технологічного процесу виробництва матеріалів і структур, так і для дослідження реальної поверхні і структури напівпровідників, широко застосовуються методи хімічного травлення, які забезпечують вирівнювання шорсткості поверхні та високу структурну досконалість зразків. Недостатньо були враховані закономірності травлення в залежності від характеру хімічного звязку, від розташування елементів напівпровідникової сполуки в періодичній системі, не брався до уваги звязок кінетики розчинення з механізмом полірування та вибором поліруючих травників, не були досліджені також гідродинамічні умови хімічного травлення та полірування, не враховувались особливості і критерії процесу хімічного травлення. Роботу виконано згідно з тематикою та планами наукових досліджень Інституту фізики напівпровідників НАН України, зокрема за держбюджетною темою: "Розробка фізико-хімічних основ технології створення та функціональної діагностики кристалів і структур (приладів) для реєстрації та перетворення енергії інфрачервоного випромінювання на базі напівпровідникових сполук і вузькощілинних твердих розчинів" (1995-1999 рр, № держреєстрації 0195U010992), одним з виконавців якої була автор дисертаційної роботи. Методом диску, що обертається досліджена кінетика процесів розчинення INAS та INSB в розчинах 18-ти потрійних системах на основі мінеральних кислот, для яких побудовано поверхні рівних швидкостей розчинення (діаграми Гіббса) з поділом областей розчинів на поліруючі та неполіруючі склади.При цьому велику увагу було приділено цілеспрямованому підбору травильних композицій з окремих компонентів, оптимізації їх складів та режимів обробки, впливу травників на характер взаємодії з напівпровідниками та стан одержуваної поверхні. Оскільки швидкість розчинення може бути виражена рівнянням: v-1 = 1/KC0 a/DC0 g-1/2, (1) де k - константа швидкості реакції; C0 - концентрація активного компонента; D - коефіцієнт дифузії компонента в розчині; a - стала, то особливо ефективною є побудова залежностей швидкості травлення від швидкості перемішування в координатах v-1 ~ г-1/2. Температурна залежність швидкості розчинення описується рівнянням Арреніуса, тому для підтвердження даних по залежності швидкості травлення від швидкості обертання диску будуються залежності швидкості розчинення напівпровідника від температури розчину в координатах ln v ~ 1/T, за допомогою яких знаходять уявну енергію активації процесу (Еа). Зниження концентрації HNO3 приводить до різкого падіння швидкості розчинення INSB, а при введенні в розчин більш, ніж 30 об.% Н2О відбувається вирівнювання швидкостей розчинення. Із залежності швидкості розчинення від перемішування розчинів випливає, що процес травлення INSB в розчинах 7-12 N HNO3 лімітується дифузією окисника до поверхні, що підтверджується також і даними температурної залежності швидкості розчинення, а уявна енергія процесу (Еа) становить 6-11 КДЖ/моль.Встановлено характер фізико-хімічної взаємодії INAS та INSB з розчинами HNO3, HNO3-HCL та HNO3-HCL(HBR)-комплексоутворювач (вода, оцтова, щавелева, винна, молочна та цитринова кислоти), побудовано поверхні рівних швидкостей травлення (діаграмми Гіббса) та визначено межі існування областей поліруючих і неполіруючих розчинів. Показано, що у випадку INAS найкращі поліруючі властивості мають розчини систем HNO3-HCL-молочна кислота та HNO3-HBR-(цитринова кислота : етиленгліколь = 1 : 1), а для обробки поверхні INSB найбільш прийнятними є розчини системи HNO3-HCL-щавелева кислота.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ