Склад поліруючого травника для фосфіду індію n-типу

Склад поліруючого травника для фосфіду індію n-типу, що включає плавикову кислоту (HF), який відрізняється тим, що додатково містить бромоводневу кислоту (HBr) та воду (H2O) при наступному співвідношенні компонентів: H2O:HF:HBr=5:5:1. (19) (21) u201010720 (22) 06.09.2010 (24) 25.08.2011 (46) 25.08.2011, Бюл.№ 16, 2011 р. (72) СИЧІКОВА ЯНА ОЛЕКСАНДРІВНА, КІДАЛОВ ВАЛЕРІЙ ВІТАЛЬОВИЧ (73) СИЧІКОВА ЯНА ОЛЕКСАНДРІВНА 3 Електрохімічне полірування проводять в комірці, заповненої електролітом. У якості електроліту використовується розчин H2O:HF:HBr=5:5:1. Заготовку підключають до аноду. Електродом катодом служить пластина платини При подачі напруги на електроди починається процес розчинення матеріалу. Розчинення відбувається переважно на виступах мікронерівностей поверхні в наслідок більш високої щільності струму на їх верхівках. Крім того, впадини між нерівностями заповнюються продуктами розчинення: оксидами, солями, що мають понижену провідність. В результаті селективного розчинення, тобто більшої швидкості розчинення виступів, мікронерівності згладжуються і оброблювана поверхня набуває металевий блиск. Електрополірування покращує електрофізичні характеристики зразків, так як зменшується глибина мікротріщин, поверхневий шар оброблюваних поверхонь не деформується, виключаються термічне змінення структури, підвищується корозійна стійкість. На фіг. 1 зображено типову залежність щільності струму від напруги при електрохімічному поліруванні монокристалу фосфіду індію. На ділянці АБ підвищення щільності струму майже пропорційно збільшенню напруги. На ділянці БВ режим нестабільний, спостерігається коливання струму і напруги. Граничний струм, відповідний ділянці ВГ, характеризує процес формування на аноді пасивної плівки. При цьому підвищення напруги в досить широкому інтервалі не супроводжується зміною щільності струму. По досягненні напруги, відповідного точці повороту Г на кривій, починається новий процес - утворення газоподібного кисню. Залежно від концентрації електроліту та оброблюваного кристалу полірування ведуть при режимах, відповідних різним ділянкам кривої. Слід зазначити, що на цей процес впливають різні чинники (стан поверхні, електроліт, режими травлення тощо). На фіг. 2 показано протікання процесу електрохімічного полірування. Завдяки спеціально підібраному складу електроліту і створюваним умовами (утворення плівки 2 підвищеного опору) розчинення здійснюється нерівномірно. У першу чергу розчиняються найбільш виступаючі точки 3 (виступи), внаслідок чого шорсткість зменшується, а потім зникає, і поверхня деталі стає гладкою і блискучою. Селективне розчинення елементів протікає з одночасним отриманням блиску. Видалення великих виступів 3 називається макрополіруванням, а розчинення мікроскопічно малих нерівностей 4 - мікрополіруванням. Якщо макро- та мікрополірування протікає одночасно, то поверхня набуває гладкість і блиск. У ряді випад 62226 4 ків ці якості можуть бути незв'язаними один з одним, тобто блиск може досягатися без згладжування, а згладжування - без блиску. У процесі електрохімічного полірування на поверхні анода (полірованої деталі) утворюється окісна або гідроокисна плівка. Якщо ця плівка рівномірно покриває поверхню, то вона створює умови, необхідні для протікання мікрополірування. Зовнішня частина цієї плівки безперервно розчиняється в електроліті. Тому для успішного проведення процесу необхідно створення умов, в яких існувало б рівновага між швидкостями утворення окісної плівки і швидкістю її хімічного розчинення з тим, щоб товщина плівки підтримувалася незмінною. Наявність плівки обумовлює можливість обміну електронами між поліруючим зразком та іонами електроліту без небезпеки місцевого руйнування кристалу агресивним електролітом. Макрополірування також є процесом, залежним від наявності прианодної плівки. Будучи більш товстою в поглибленнях і більш тонкою на виступах, ця плівка сприяє їх прискореному розчиненню, так як на виступах створюється більш висока щільність струму, а електричний опір над ними менший, ніж над поглибленнями. Ефективність дії плівки збільшується з підвищенням її внутрішнього опору. Необхідність дотримання вказаної концентрації інгредієнтів електроліту було визначено експериментально. Зміна даного співвідношення у бік збільшення концентрації HF приводить до осадження на полірованій поверхні кристалітів, що містять значну долю фтору. Якщо концентрація плавикової кислоти нижча, то спостерігається розтравлювання поверхні а утворення поруватого шару. Використання бромоводневої кислоти є необхідною умовою для отримання дзеркально гладкої поверхні, за її відсутності зразки після полірування мають високий рівень шорсткості. Таким чином, при використанні травника для неселективного травлення фосфіду n-типу до складу якого входить плавикова та бромоводнева кислоти у вказаних вище концентраціях, можливим стає якісне полірування поверхні напівпровідника відмінної якості. Перевагою такого способу полірування є його низька вартість, легкість виконання, можливість обробляти партію зразків по всій поверхні злитків та висока якість виконання. Перелік фігур креслення Фіг. 1. Типова залежність щільності струму рід напруги при електрохімічному поліруванні фосфіду індію Фіг. 2. Схема протікання електрохімічного полірування. 1 - кристал, 2 - оксидна плівка підвищеного опору, 3 та 4 - макро- та мікровиступи відповідно 5 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 62226 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601