Сичікова Я.О.

Бердянський державний педагогічний університет

Пороутворення в кристалах фосфіду індію з різним вмістом легуючої домішки

Поведінка напівпроводніка при електрохімічній обробці залежить від типу і концентрації основних носіїв. При цьому слід мати на увазі, що електрохімічна реакція супроводжується рядом сполучених хімічних реакцій, від співвідношення швидкостей яких залежить кінцевий результат електрохімічної обробки напівпровідника.

Досить цікавим, на нашу думку, способом отримання заданої форми пор і забезпечення необхідної якості межіі por-InP – монокристалічний InP є додаткове легування поверхні монокристалічного фосфіду індію. Ця обставина дозволяє, по-перше, сформувати пори необхідної форми, що полегшує подальше сколювання базової пластини, а по-друге, забезпечити необхідну якість поверхні розколу.

На рис. 1 зображено залежність концентрації пор на поверхні зразків та об’єму одиничної пори від концентрації домішки в кристалі.

Аналізуючи дані рис. 1, можна зробити таке спостереження – з ростом легування кристалу ефективний діаметр пори зменшується, а їх концентрація лінійно росте. Таку поведінку поверхні кристалу під час розчинення можна пояснити збільшенням кількості точкових дефектів, які стають ядрами утворення пор. Процес травлення концентрується на дні пори, тому при збільшенні кількості початкових пор, відбувається розчинення кристал саме в напрямку перпендикулярному поверхні (тобто в об’єм кристалу). Це підтверджується й тим фактом, що збільшується об’єм одиничної пори.

Рис. 1. Залежність поверхневої концентрації пор N (крива 1) та об’єму одиничної пори (крива 2) від легування підкладки при однакових режимах травлення

Таким чином, збільшення легування підкладок призводить до утворення суттєво більшої кількості пор з меншим діаметром при суттєво невеликій зміні поруватості. Наявний розкид даних можна віднести за рахунок неоднорідностей легування та наявності структурних дефектів.

Неоднорідність легування проявляється вже при досягненні концентрації домішки 4х10¹⁷ см^-3, а при значенні 2,3х10¹⁸ см^-3 цей процес суттєво впливає на утворення поруватого шару. Мікрофлуктуаціі швидкості росту на кордоні твердої і рідкої фаз призводять до формування смуг сегрегації сірки (смуг росту). Більш щільне скупчення пор в центральних лініях сегрегації по відношенню до периферійних свідчить про збільшення концентрації сірки у напрямку від центру до периферії кристалу фосфіду індію.

Все це призводить до селективного травлення пластин монокристалічного фосфіду індію, що виражається в нерівномірному розподілі пор по поверхні кристалу.

Крім того, в місцях щільного скупчення пор спостерігається значне розтравлюваня поверхні кристалу. Це може бути пов'язано з виходом вторинних пор на поверхню, а також злиттям дрібних пор в масивні отвори (рис. 2). Поряд з цим, при високому вмісті носіїв заряду в монокристалічних пластинах фосфіду індію в результаті електрохімічної реакції вдається отримати поруваті шари з високим ступенем поруватості (до 60%) і глибиною поруватого шару (до 80 мкм).

Рис. 2. Злиття дрібних пор в масивні отвори в місцях надмірної

концентрації домішки

Все це свідчить про значення дефектів для формування поруватого шару фосфіду індію, а також доводить той факт, що якість поруватого шару визначається рівнем легування монокристалічного InP.