Сичікова Я.О., Кідалов В.В., Балан О.О.

Бердянський державний педагогічний університет, Україна

Текстурування поверхні р-InP

В останній час увагу вчених привертають текстуровані поверхні напівпровідників. Такі структури можуть знайти застосування при виготовленні сенсорів (так як їх чутливість залежить від площі поверхні) та сонячних батарей (можливість накопичення рекордної кількості енергії). У даний час вважається, що для забезпечення отримання текстурованої поверхні із заданими властивостями бажано використання методів іонного, плазмохімічного травлення, лазерної обробки у поєднанні з літографією. Але ці методи є технологічно складними, до того ж вони значно підвищують вартість виготовлюємих структур, тому є економічно невигідними.

При зануренні напівпровідникової пластини InP у розчин травника, його молекули адсорбуються на поверхні пластини. При пропусканні через електроліт постійного стуму щільністю 150 мА/см² адсорбовані молекули вириваються з поверхні пластини. При цьому атоми фосфору легше адсорбують з іонами водню, що забезпечує більш швидке витравлювання підгратки фосфору. Стехіометрія зразка порушується у бік збільшення концентрації атомів індію. В результаті на поверхні пластини утворюється система пірамідальних кластерів, нахил ребер яких забезпечує отримання досить низького коефіцієнта відбиття та збільшення робочої площі пластини в десятки разів у порівнянні з монокристалічним аналогом.

Експериментальним шляхом встановлено оптимальну концентрацію електроліту, щільності струму та часу травлення для отримання найбільш однорідної по висоті та формі текстури.

Таким чином, оптимальні умови для отримання якісної текстурованої поверхні р-InP наведено нижче:

- склад травника HBr:H₂O=1:1;

- щільність струму 150 мА/см²;

- час травлення 8 хвилин;

- потужність вольфрамової лампи 200 Вт.

На рис.1. наведено принципову схему пристрою для травлення напівпровідникових пластин монокристалу. Зразок занурюють у розчин кислоти. Катодом в електрохімічній комірці служить пластина платини, потенціостат використовують для регулювання щільності струму та/або напруги анодування.

Рис. 1. Принципова схема пристрою для текстурування напівпровідникових пластин фосфіду індію р-типу:

(1) розчин кислоти

(2) монокристал р-InP

(3) платиновий електрод

Рис.2 демонструє морфологію текстурованої пластини фосфіду індію. З рисунку видно, що на поверхні монокристалу утворюється щільна картина пірамідальних наростів, які мають нахил, що пов'язаний з анізотропією кристалу, а також напрямом струму. Висота пірамід варіюється від 0,7 до 1,1 мкм.

Рис.2. Текстурована поверхня р-InP (СЕМ-зображення, мікроскоп моделі JSM-6490)

Запропонований спосіб текстурування технічно простий, для його реалізації застосовуються дешеві реактиви, він не потребує спеціального обладнання, тому є економічно вигідним.