Дяденчук А. Ф.

Бердянський державний педагогічний університет, Україна

Способ получение пористых слоев ZnSe

В последние несколько десятилетий ведутся активные споры связанных с вопросами получения пористых полупроводников. Актуальной становиться задача получения таких структур и, соответственно, тщательное изучение их свойств с последующим применением в различных областях техники, микроэлектроники.

Четкой классификации видов обработки полупроводниковых соединений не существует. Их называют, например, по характеру изменения поверхности образца, по агрегатному состоянию действующего наподобие среды (жидкое, газовое), по используемым увеличениям микроскопа, с элементами структуры и т.д. Сухое травление (ионно-лучевое, ионно-плазменное, атомно-лучевое) используется редко, поскольку есть более доступные и простые способы, а также из-за возможности ухудшения свойств и повреждения материала при нагревании до высоких температур. Чаще отдают предпочтение электрохимическому травлению, для которого характерна простота выполнения, приемлемые скорости процесса, невысокие температуры и несложное оборудование [Ошибка! Источник ссылки не найден.Ошибка! Источник ссылки не найден.]. В зависимости от параметров электрохимической обработки есть возможность управлять оптическими свойствами (показателем преломления, величиной двулучепреломления) и толщиной пористых слоев полупроводников, чтобы создать оптические среды и устройства с желаемыми свойствами [0].

В работе представлены результаты исследования морфологии пористого селенида цинка, полученного путём электрохимической обработки монокристаллического селенида цинка, являющегося анодом с использованием внешнего источника тока в растворах плавиковой HF, соляной HCl и азотной HNO₃ кислот. Обнаружена пористая структура поверхности ZnSe. Сообщается о возможности приготовления пористых слоев ZnSe методом электрохимического травления с различной пористостью, диаметром пор, толщиной пористого слоя.

Для экспериментов в качестве анода были использованы образцы селенида цинка п-типа проводимости с полированной поверхностью, в качестве катода – платина. Анод и катод размещались параллельно друг другу в электролитической фторопластовой ванне. В процессе экспериментов было изменено время обработки и концентрация кислот в электролите. Омические контакты на обратной стороне полупроводниковых образцов образовывались при помощи магнитронного напыления цинковой пленки. Образцы были предварительно очищены в этиловом спирте. Эксперимент проводился при комнатной температуре. После травления образцы промывались в этиловом спирте.

Нами исследовано порообразование в ZnSe п-типа проводимости в электролитах HF:HNO₃:HCl=2:3:3, HF:HNO₃:HCl=2:3:2, HF:HCl=1:2, HF:HNO₃=1:3, HNO₃:HCl=1:2 в течение временного промежутка от 10 до 30 мин. Плотность тока составляла 150 мА/см².

Пористые слои, полученные на образцах в смеси плавиковой, азотной и соляной кислот, но с большей концентрацией соляной кислоты, имели более четко выраженную пористость.

Контроль структуры пористых слоев производился на сканирующем электронном микроскопе.

Рис. 1. СЭМ-изображение поверхности образца, HF:HNO₃:HCl=2:3:2, j=150 мА/см², t=20 мин

Рис. 2. СЭМ-изображение поверхности образца, HF:HNO₃:HCl=2:3:3, j=150 мА/см², t=15 мин

Исследования морфологии поверхности обрабатываемых образцов свидетельствуют об образовании многочисленных пор, имеющих четкое очертание. Поры расположены приблизительно на одинаковом расстоянии друг от друга. На микрофотографиях наблюдаются две области. Одна — область, где поры только начинают формироваться и другая область, на которой поры уже практически сформированы. Наилучшие результаты были получены для электролита HF:HNO₃:HCl=2:3:3 при плотности тока 150 мА/см², время травления 20 мин. Диаметр пор составил от 0,5 до 1,5 мкм.

Литература:

[1] Анохин В.З., Гончаров Е.Г., Кострюкова Е.П. и др. Практикум по химии и технологии полупроводников: Учеб. пособие для студентов вузов / Под ред. Угая Я.А. — М.: Высш. школа, 1978. — 191 с.

[2] Л.А. Головань, В.Ю. Тимошенко. П.К. Кашкаров, Успехи физических наук. Обзоры актуальных проблем, 177 (6), 2007 (619)