Склад для хіміко-механічного полірування поверхні кристалів аiiibiicvii (tl4hgi6, tl4pbi6, tl4cdi6)

Реферат: III II VII Склад для хіміко-механічного полірування кристалів A B C (Tl4HgI6, Tl4PbI6, Tl4CdI6) містить аеросил (марок А-175, A-300), луг, окисник, гліцерин, воду. Заявлений склад додатково містить моноетаноламін, а як окисник застосовують гексаціаноферат (III) калію (K3[Fe(CN)6]), при наступному співвідношенні компонентів: аеросил (марок А-175, А-300) 0,17 моль/л, гідроксид калію (ЧДА, ХЧ) 0,5 моль/л, моноетаноламін (ЧДА) 0,02 моль/л, гексаціаноферат (III) калію (III) 0,7 моль/л, (ЧДА, ХЧ): гліцерин (ЧДА) 0,03 моль/л, вода деіонізована до1 л. UA 117363 U (12) UA 117363 U UA 117363 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі технології обробки напівпровідникових матеріалів і знайде використання в технологічних процесах отримання однорідних, чистих поверхонь на III II VII основі сполук A B C (Tl4HgI6, Tl4PbI6, Tl4CdI6), які можуть бути застосовані для виготовлення радіаційностійких активних елементів твердотільної електроніки та різноманітних датчиків γвипромінювання та потоків електронів високих енергій тощо. Стан поверхні напівпровідникових підкладок значною мірою визначає якість гетероструктур, довговічність і надійність приладів, що виготовляються на їх основі. Дефекти і домішки на поверхні підкладки можуть призвести до неконтрольованого погіршення параметрів приладів. Тому отримання високоякісних поверхонь напівпровідникових підкладок, максимально досконалих за структурою, чистотою і рельєфом, має принципове значення. Традиційна технологія виготовлення робочих елементів приладів сучасної електроніки із напівпровідникових сполук передбачає обов'язкове використання абразивних матеріалів на етапах вирізування шайб зі злитків напівпровідників, виготовлення заготовок заданого розміру та отримання пластин необхідної геометрії поверхні. На кожному такому етапі внаслідок механічних напруг при дії абразиву в кристал вводиться поверхневий дефектний шар, який може мати значний, а інколи і критичний вплив на роботу приладу [1]. До поверхні напівпровідникових підкладок пред'являються наступні основні вимоги: точна кристалографічна орієнтація, максимально гладкий рельєф, досконалість кристалічної структури, хімічна чистота [1, 2]. Основне завдання, яке ставиться на етапі підготовки поверхні, пов'язане з видаленням порушеного шару, що виникає в процесі різання кристалу. Видалення порушеного поверхневого шару успішно здійснюють за допомогою механічної обробки і хімічного травлення пластин в рідких активних середовищах [1]. Оскільки різка напівпровідникових кристалів супроводжується інтенсивною механічною дією на поверхню, то в її результаті отримують деформований поверхневий шар, товщина якого пропорційна величині зерна абразиву. Такий шар частково видаляється механічним шліфуванням і механічним поліруванням зразків абразивними порошками та алмазними пастами. З цією метою застосовують дрібнодисперсні порошки корунду із розміром зерна 1 мкм, 0,3 мкм, 0,05 мкм. Після застосування порошків відповідної зернистості у вигляді водноспиртової суспензії, залишається досить значний порушений шар. Механічна поліровка проводиться алмазними пастами АСМ 5/3, АСМ 3/2, АСМ 1/0 на замші з поступовим зменшенням зернистості. Остаточне зняття порушеного шару проводиться при хімічному травленні. Хімічне травлення напівпровідників відіграє важливу роль в технології виробництва електронних пристроїв та широко застосовується при виготовленні різноманітних напівпровідникових приладів. III II VII На даний момент дані про обробку поверхні кристалів на основі сполук A B C (Tl4HgI6, Tl4PbI6, Tl4CdI6) відсутні. Існуючі травильні склади, які використовуються для вже відомих напівпровідникових сполук, основні склади яких, наведені в монографії [2], не приводять до поліруючого ефекту з заявленими сполуками. Найближчим аналогом до корисної моделі є склад для хіміко-механічного поліруючого травника: аміноетосіаеросил (АЕА), перекис водню (окисник), гідроксид натрію, гліцерин, вода [3], який використовується для обробки кристалів телуриду кадмію. Недоліком цього травника є те, що він не може використовуватися як поліруюче, для заявленого типу сполук, оскільки основний окислюючий компонент наведеної поліруючої суміші є перекис водню (30 % розчин), який при взаємодії з оброблюваними поверхнями приводить до виділення йоду, і дає суміш йодних кислот. Луг їх нейтралізує, дає солі йодних кислот. При цьому суміш нагрівається в результаті реакції. По ходу, солі йодних кислот починають розкладатися з виділенням кисню, також тут фігурує розкладання перекису при нагріванні. В основу корисної моделі поставлена задача отримати високоякісну поліровану поверхню III II VII кристалів типу A B C (Tl4HgI6, Tl4PbI6, Tl4CdI6), для подальшого виготовлення на їх основі напівпровідникових приладів більш технологічним способом за допомогою краще контрольованих, стійких в часі та мало токсичних поліруючих травильних композицій [4]. Вибір окисного агента визначається характером хімічного зв'язку даного напівпровідника, його здатністю утворювати легко розчинні окисні і комплексні сполуки [5]. Поставлена задача вирішується тим, що склад для хіміко-механічної поліровки містить аеросил, гексаціаноферат (III) калію, гліцерин, воду, гідроксид калію, моноетаноламін. Полірувальна композиція такого складу дозволяє отримати бездефектну, хімічно чисту, найбільш досконалу по рельєфу поверхню. 1 UA 117363 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Склад для ХМП містить компоненти в наступному співвідношенні концентрацій компонентів в моль/л в робочому розчині: аеросил (марок А-175, А-300): 0,17 моль/л, гідроксид калію (ЧДА, ХЧ): 0,5 моль/л, моноетаноламін (ЧДА): 0,02 моль/л, гексаціаноферат (III) калію (ЧДА, ХЧ): 0,7 моль/л, гліцерин (ЧДА): 0,03 моль/л, вода деіонізована до1 л. Склад для ХМП, який містить заявлені компоненти готували наступним чином: У деіонізовану воду при постійному перемішуванні вносять наважку аеросилу [7]. Після отримання однорідного розчину аеросилу у воді додають моноетаноламін, гліцерин при постійному перемішуванні. Гідроксид калію, гексаціаноферат (III) калію розчиняють окремо в деіонізованій воді, фільтрують і додають до 4-компонентного розчину при постійному перемішуванні. Після перемішування розчин готовий до вживання. Полірування проводять при постійному перемішуванні композиції. Зразки закріплялись на план-шайбі за допомогою зубопротезного воску і проводили ХМП вищезгаданим розчином при швидкості обертання полірувальника до 35 об/хв…з неперервною подачею травильного розчину. Перед початком полірування полірувальник промивався ізопропиловим спиртом і протирався бязевою серветкою. 2 Оптимальна швидкість полірування 0,51,0 мкм/хв., навантаження близько 100 г/см , швидкість обертання полірувальника (35) об/хв. В результаті запропонованої обробки кристалів наведеним вище складом на основі профілографічних досліджень, а також за результатами атомно-силової мікроскопії (АСМ) визначають показники якості та експлуатаційні характеристики зразків, отримують основні параметри (Rа, Rz) [6]. Застосування заявленого складу дозволяє забезпечити високу ефективність обробки матеріалів типу Tl4HgI6, Tl4PbI6, Tl4CdI6, а саме, при продуктивності процесу 0,5-1,0 мкм/хв. отримати поверхню з високими геометричними характеристиками шорсткість Rz10 нм. Промислове використання запропонованої корисної моделі не вимагає спеціальних технічних та технологічних прийомів та матеріалів. Її реалізація можлива на існуючих підприємствах відповідного напрямку. Джерела інформації: 1. Луфт Б.Д., Перевощиков В.А.,. Возмилова Л.Н и др. Физико-химические методы обработки поверхности полупроводников. М, Радио и связь, - 1982. - 136 с. 2. К.Сангвал Травление кристаллов Теория. Эксперимент. Применение. - М.:Мир, 1990. 496 с. 3. Захарук З.I., Раренко I.M., Крилюк О.М., Дремлюженко С.Г., Стецько Ю.П. Стан поверхні телуриду кадмію після різних способів обробки // УХЖ, 2000, т.66, № 12, с. 97-99. 4. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей" 7е изд. т.2 Л.: Химия 1976 стр. 243. 5. И.В Тананаев, Г.Б. Сейфер, Ю.Я. Харитонов, В.Г. Кузнецов, А.П. Корольков. Химия ферроцианидов. М. "Наука", 1971., 320 с. 6. Каширин В.И. Основы формообразования оптических поверхностей: курс лекций / Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ - УПИ, 2006. 7. Косенок Я.А., Гайшун В.Е., Тюленкова О.И., Туров В.В., Савицкий Д.П. Реологические свойства композиционных суспензий на основе силикатного золя и наноразмерных частиц диоксида кремния для применения в электронике // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2014, т. 12, № 2, с. 269-277. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ III 50 II VII Склад для хіміко-механічного полірування кристалів A B C (Tl4HgI6, Tl4PbI6, Tl4CdI6), що містить аеросил (марок А-175, A-300), луг, окисник, гліцерин, воду, який відрізняється тим, що заявлений склад додатково містить моноетаноламін, а як окисник застосовують гексаціаноферат (III) калію (K3[Fe(CN)6]), при наступному співвідношенні компонентів: аеросил (марок А-175, А-300) 0,17 моль/л, гідроксид калію (ЧДА, ХЧ) 0,5 моль/л, моноетаноламін (ЧДА) 0,02 моль/л, гексаціаноферат (III) калію (III) 0,7 моль/л, 2 UA 117363 U (ЧДА, ХЧ): гліцерин (ЧДА) вода деіонізована 0,03 моль/л, до1 л. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3