Спосіб отримання поруватої поверхні фосфіду індію р-типу методом фотоелектрохімічного травлення

1. Спосіб отримання поруватого шару на поверхні монокристалічного фосфіду індію р-типу 3 Для - отримання поруватих шарів ІnР був вибраний метод фотоелектрохімічного травлення в електроліті на основі НСl (5%). Також було обрано режим фіксованої густини струму яка склала 150 2 мА/см . Час травлення складав 15 хвилин. Катодом служила пластина платини. Робоча поверхня зразків 0,12 см . Рис.1, демонструє принципову схему пристрою для травлення. Світло від вольфрамової лампи падає на збираючу лінзу. Після проходження збираючої лінзи паралельний пучок світла падає на поверхню кристалу під кутом 45°. Омічні контакти створювалися шляхом напилювання Aq/Zn на зворотній бік напівпровідникової пластини. Так як енергія кванту світла (видиме випромінювання) більша за ширину забороненої зони напівпровідника ІnР (1.344 eV), то у при поверхневій зоні відбувається генерація неосновних носіїв, це призводить до зміни потенціалу напівпровідника. При поглинанні світла напівпровідником ІnР р-типа у приповерхній зоні утворюються електрони та дірки. В результаті скривлення зонної діаграми на межі розділу «напівпровідник - електроліт» дірки уходять вглиб напівпровідника, а електрони накопичуються на поверхні. Ці електрони взаємодіють з монокристалом фосфіду індію. У результаті на поверхні утворюються вільні атоми фосфору. Вільні атоми фосфору та індію уходять в розчин, при цьому відбувається процес утворення пор. Рис. 2. демонструє морфологію поруватого зразка р-ІnР отриманого в 5% розчині соляної кис2 лоти при густині струму 150мА/см , час травлення 10 хв., при освітленні вольфрамовою лампою 200Вт. Розмір пор складає 30-60 нм, степінь поруватості 30%. Пори проросли по всій поверхні злитку без виділених місць скупчення. У деяких місцях можливо спостерігати масивні ямки травлення розміром до 200 нм. Подібні пори зобов'язані своєю появою виходом на поверхню кристалу дисло 49947 4 кацій та мікродефектів, місця локалізації яких є сприятливими для утворення пор. Методом EDAX було встановлено хімічний склад поверхні отриманих зразків (рис.3). з результатами цих даних можливо зробити висновок, що на поверхні' поруватого р-ІnР не утворилося оксидної плівки, також' не спостерігається наявність елементів, що входять до складу травника. Проте, під час травлення була порушена стехіометрія кристалу: Індій присутній в більшій концентрації, ніж фосфор. Відсутність оксидної плівки підтверджується також дифрактометричними дослідженнями, що були проведені на дифрактометрі ДРОН-3М. Спекти, зняті за допомогою цього методу демонструють збереження монокристалічності. Таким чином, у разі використання під час електролітичного травлення в якості електроліту соляної кислоти при щільності струму 150 мА/см2 та часі травлення 15 хвилин та освітленні вольфрамовою лампою можливе утворення поруватої поверхні фосфіду індію р-типу. При цьому пори мають рівномірний розподіл по поверхні кристалу. Діаметр пор свідчить про те, що утворювана поверхня є нанопоруватою. Цей результат є технологічно важливим, тому що дозволяє використовувати такі структури у різних галузях техніки та оптоелектроніки. Перелік фігур креслення Рис. 1. Установка для фотоелектрохімічного травлення р-ІnР (1- контрольний електрод, 2 - катод, 3 - пластина монокристалічного ІnР, 4 - омічний контакт, 5 - збираюча лінза, 6 - вольфрамова лампа потужністю 200 Вт) Рис.2. Морфологія поруватого р-InP отриманого в 5% розчині соляної кислоти при густині струму 150мА/см2, час травлення 10 хв., при освітленні вольфрамовою лампою 200Вт. Рис.3. Хімічний склад елементів на поверхні поруватого p-ІnР 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 49947 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601