Спосіб отримання поруватих шарів арсеніду галію

Реферат: Спосіб отримання поруватих шарів арсеніду галію включає механічне полірування підкладинки та її хімічне травлення. Травлення проводять у розплаві KОН:NaNO3 (y масовому співвідношенні 1:25, відповідно) при температурі 500-700 °C протягом 20-40 хвилин. UA 108960 U (54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ ПОРУВАТИХ ШАРІВ АРСЕНІДУ ГАЛІЮ UA 108960 U UA 108960 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів виготовлення поруватих структур на поверхні монокристалічних підкладинок напівпровідникових матеріалів, зокрема, арсеніду галію. В останні роки поруч з проблемами отримання, дослідженням властивостей і розширенням областей використання поруватого Si виникли передумови для розв'язання подібних задач на GaAs - другого після Si матеріалу напівпровідникової електроніки. Відмітимо, що найбільш поширеним способом створення поруватих матеріалів є метод анодного електрохімічного травлення, який, на жаль, має низку недоліків [1]. Головними з них є забруднення підкладинок домішками провідного електрода, наявність на поверхні гідрооксидів галію і арсену, а також складність отримання однорідних поруватих шарів великої площі. У зв'язку з цим актуальним є пошук альтернативних методів створення поруватих структур, позбавлених зазначених вище недоліків. Найбільш близьким є спосіб отримання поруватого арсеніду галію, який полягає в наступному [2]. Підкладинки p-GaAs, орієнтовані в площині (111), після механічного полірування проходили хімічне травлення в розчинах, які містили Н 2О, HF, HNO3 і Н2О2 у різних пропорціях. У результаті останньої операції на поверхнях підкладинки формувались мікропоруваті шари por-GaAs товщиною 3-4 мкм. При цьому було виявлено, що на арсеновій (В) стороні створюється більш мілка та якісна з точки зору морфології та властивостей структура порівняно з галієвою (А) стороною. Недоліком даного способу є складність травильного розчину, а також наявність у ньому сильного окислювача Н2O2, який може викликати утворення гідрооксидів галію Ga2O3·nH2O і арсену As2O3·nH2O. Задача даної корисної моделі - усунення згаданих недоліків за рахунок зміни складу травильного розчину і умов травлення. Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання поруватих шарів GaAs згідно з запропонованим рішенням технологія включає механічне полірування підкладинок GaAs та їх хімічне травлення, яке проводять у розплаві KОН та NaNO3 (y масовому співвідношенні 1:25, відповідно) при 500-700 °C протягом 20-40 хв. На фіг. 1 та фіг. 2 зображено АСМ-топограми поверхонь А(а) і В(б) травленої підкладинки GaAs. Апробація запропонованого способу проводилась на підкладинках n-GaAs, орієнтованих в площині (111), з питомим опором -10 Ом-см при 300 K. Перед операцією травлення пластини проходили механічне полірування алмазним порошком з розміром зерна 1-3 мкм, ретельну відмивку в дистильованій воді та фінішне сушіння. Травлення підкладинок проводилось у розплаві KОН:NaNO3=1:25, що знаходилась у нікелевому тиглі, який був розміщений у вертикальній муфельній печі. Процес проводився при температурах Т а=500-700 °C протягом 2040 хв, у результаті чого обидві сторони базових підкладинок втрачали дзеркальність і візуально сприймались матовими. Дослідження морфології поверхневих шарів травлених зразків за допомогою атомно-силового мікроскопа типу NT-206 вказує на їх порувату структуру. З наведених топограм видно, що сторона В характеризується більш мілкою і однорідною структурою порівняно зі стороною А. Детальний аналіз сторони В показує, що вона складається з однаково орієнтованих пірамід висотою ~2 мкм і розмірами сторін основи 2-5 мкм, які, у свою чергу, є об'єднанням значно менших нанопірамід з латеральними розмірами 10-100 нм. Необхідність дотримання вказаних температурних і часових режимів травлення встановлено експериментально і визначається наступними причинами. При Т а≤500 °C збільшуються розміри мікропірамід, а самі вони втрачають рельєфність і стають більш округлими, що пов'язано зі зменшенням числа мілких нанопірамід. При температурах більше за 700 °C спостерігається неоднорідне травлення і серед масиву пірамід виникають острівки без них. До подібних ефектів призводить також варіація часу травлення, причому було виявлено, що збільшення Та потребує меншого часу обробки з діапазону 20-40 хв. і навпаки. Таким чином, для отримання поруватих шарів на підкладинках n-GaAs оптимальними можна вважати наступні режими травлення: 500-700 °C і час - 20-40 хв. Джерела інформації: 3 5 1. Дмитрук М.Л., Барлас Т.Р., Сердюк В.О. Пористі напрівпровідники А В : технологія електрохімічного пороутворення, структура та оптичні властивості(огляд)// Фізика і хімія твердого тіла. - 2010, т. Н, № 6. - с. 13-33. 2. Пащенко Г.А., Кравецкий М.Ю., Фомин А.В. Получение микропористых слоев GaAs методом химического травления на положках p-GaAs и ихфотолюминесценция //Хімія, фізика та технологія поверхні. - 2012, т. 2, № 1. - с. 90-93. 1 UA 108960 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб отримання поруватих шарів арсеніду галію, що включає механічне полірування підкладинки та її хімічне травлення, який відрізняється тим, що травлення проводять у розплаві KОН:NaNO3 (y масовому співвідношенні 1:25, відповідно) при температурі 500-700 °C протягом 20-40 хвилин. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2