Спосіб створення поверхневої наноструктури на підкладинках cd1-xmnxte (0,04<=x<=0,45)

Реферат: Спосіб створення поверхневої наноструктури на підкладинках Cd1-xMnxTe (0,04≤x≤0,45) включає механічне і хімічне полірування підкладинок та їх відпал на повітрі. Відпал підкладинок проводять при температурі 650±20 °C протягом часу, який визначають за емпіричним виразом tв=35+1,3·x, хв. UA 119883 U (12) UA 119883 U UA 119883 U Корисна модель належить до технології виготовлення напівпровідникових елементів функціональної електроніки, зокрема на базі підкладинок з поверхневою наноструктурою. Кристали твердих розчинів Cd1-xMnxTe є перспективними для використання у різних областях функціональної електроніки, у тому числі й у елементах, основою роботи яких є випрямляючий бар'єр. Серед них слід виділити поверхнево-бар'єрні діоди (ПБД), які мають низку переваг перед випрямляючими структурами з р-n-гомо- або гетеропереходами [1]. Натомість, серйозною проблемою при виготовленні ПБД є вибір оптимальної технології обробки напівпровідникових підкладинок для досягнення якомога меншої концентрації поверхневих дефектів. Останні можуть значно погіршувати експлуатаційні параметри приладів на основі ПБД та їх часову стабільність. Ця проблема ще більше посилюється для кристалів твердих розчинів Cd1-xMnxTe, структурна досконалість яких суттєво знижується зі збільшенням молярної частки Μn. У зв'язку з цим актуальною є задача вибору та реалізації способу обробки підкладинок Cd1-xMnxTe, спрямованого на оптимізацію основних параметрів поверхні. Перспективною у даному плані може бути технологія створення поверхневої наноструктури (ПНС), яка викликає не тільки покращення основних фізикотехнічних параметрів ПБД, але й низку нових властивостей. Найбільш близькою до способу, що заявляється, є технологія обробки монокристалічних підкладинок CdTe, яка описана у роботі [2]. Пластинки типорозміром 4×4×0,5 мм проходили поетапно операції механічного полірування, хімічного травлення у розчині складу K2Сr2О7:Н2О:НNО3=4:20:10, відмивку в деіонізованій воді та фінішну сушку. Поверхня таких зразків візуально сприймається дзеркальною, а фотолюмінесценція (ФЛ) при 300 К представлена малоефективною (η≤0,01 %) крайовою смугою. Після відпалу підкладинок на повітрі протягом 10±2 хв при температурі 520±50 °C ефективність ΦЛ зростає до 2-4 %, що є наслідком зменшення швидкості поверхневої рекомбінації. Останнє підтверджується порівняльним аналізом спектрів фоточутливості контактів Au-CdTe, виготовлених на травлених і додатково відпалених підкладинках [3]. При цьому поверхня відпалених за згаданих умов підкладинок візуально виглядає матовою, а її АСМ-томограма (отримана за допомогою атомно-силового мікроскопа) свідчить про утворення поверхневої наноструктури ПНС, фіг. 1 [2]. На жаль, використання, наведених у прототипі [2] режимів відпалу, не приводять до утворення ПНС на підкладинках твердих розчинів Cd1-xMnxTe. Задача даної корисної моделі - створення ПНС на підкладинках Cd1-xMnxTe за рахунок зміни температури і часу відпалу. Поставлена задача вирішується тим, що у способі створення поверхневої наноструктури на підкладинках Cd1-xMnxTe (0,04≤x≤0,45) згідно запропонованого рішення відпал підкладинок проводять при температурі Тв=650±20 °C протягом часу, який визначають з емпіричного виразу tв= 35+1,3·x, хв. На фіг. 1 зображено АСМ-топограми поверхні підкладинок CdTe, а на фіг. 2 - Cd1-xMnxTe відпалених при оптимальних режимах. На фіг. 3 представлено залежність часу відпалу tв від молярного складу x кристалів Cd1-xMnxTe, відпалених при Tво≈620 °C. 3 Апробація запропонованого способу проводилась на підкладинках розміром 4×4×0,5 мм , вирізаних з об'ємних кристалів Cd1-xMnxTe Останні були вирощені методом Бріджмена з розплаву з різною молярною часткою x (0,04; 0,1; 0,25 і 0,45) марганцю. Після послідовних механічного та хімічного полірування, відмивки у деіонізованій воді та фінішної сушки поверхня пластинок візуально сприймається дзеркальною. Після відпалу підкладинок Cd1-xMnxTe на повітрі при температурі 650±20 °C протягом часу ίΒ, який залежить від х, поверхня пластинок втрачає дзеркальність і візуально сприймається матовою. Дослідження морфології поверхневих шарів за допомогою атомно-силового мікроскопа вказують на утворення ПНС, морфологія якої визначається часом відпалу, що у свою чергу залежить від х. Оптимальні значення tв для кожного складу твердих розчинів Cd1-xMnxTe визначались експериментально за максимальною подібністю їх АСМ-томограм (фіг. 2) до АСМ-томограми прототипу (фіг. 1). Отримана залежність tв(x) апроксимується прямою (фіг. 3), яка описується емпіричним виразом tв=35+1,3·х, хв. Експериментально також було встановлено, що саметемпература відпалу Тв=650±20 °C є оптимальною, оскільки при ΤТво - має тенденцію до формування блочної структури. Крім цього дослідження показали, що утворення ПНС на підкладинках Cd1-xMnxTe, як і у випадку прототипу, викликає суттєве збільшення ефективності люмінесцентного випромінювання. Джерела інформації: 1. Валиев К.А., Пашинцев Ю.И., Петров Г.В. Применение контакта металл-полупроводник в электронике. - Μ.: Радио и связь, 1980. - 303 с. 2. Махний В.П. Влияние термического отжига на физические свойства поверхностных слоев монокристаллического теллурида кадмия //Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2007. - № 2. - С. 108-112. 1 UA 119883 U 3. Махний В.П., Герман И.И., Черных Е.И. Влияние обработки на параметры поверхности монокристаллических подложек теллурида кадмия Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. - № 6. - С. 65-67. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб створення поверхневої наноструктури на підкладинках Cd1-xMnxTe (0,04≤x≤0,45), що включає механічне і хімічне полірування підкладинок та їх відпал на повітрі, який відрізняється тим, що відпал підкладинок проводять при температурі 650±20 °C протягом часу, який визначають за емпіричним виразом tв=35+1,3·x, хв. 2 UA 119883 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3