Сичікова Я.О.

Бердянський державний педагогічний університет

Технології одержання поруватих структур

Існує кілька фізичних і хімічних технологій одержання поруватих структур: осадження з колоїдних суспензій, MOCVD, іскровий розряд, травлення плазмою, гідротермальний синтез, solegel методи, осадження з газової фази, хімічне й електролітичне осадження [1 – 5].

Зокрема, за допомогою хімічно активної плазми в p-InP були створені однорідні масиви отворів діаметром близько 40 нм з використанням маски з поруватої алюмінієвої фольги [6].

Літографічно були створені пори в (111) А-орієнтованому n-InP [7]. За допомогою іскрового розряду було створено поруваті структури Si [8] та InP [9].

Тігіняну та ін. на прикладі GaP [10] показали, що імплантацією іонів Kr+ можна контролювати густину дефектів на поверхні GaP, а, отже, й наступну густину пор. Якщо поверхневі вихідні дефекти розподілені рівномірно, то наступні пори розподіляються також рівномірніше.

Крім вказаних методів рівномірного формування пор на поверхні монокристалів, можна ще виділити метод постхімічної обробки, або анодування в два етапи. Даний метод застосовували автори робот [11, 12]. Справа в тому, що порувата структура фосфіду індію складається з декількох шарів. На початковому етапі травлення зазвичай формується невпорядкований шар, який частково залишається зверху регулярного поруватого шару. Оскільки товщина невпорядкованого шару складає від сотень нанометрів до декількох мікрон, це негативно впливає на електричні та оптичні властивості кристалу. Таким чином, повне видалення нерегулярного верхнього шару являється ключовим моментом в широкому застосуванні поруватих наноструктур напівпровідників. Автори пропонують метод фотоелектрохімічного травлення кристалу для видалення нерегулярної структури з поверхні фосфіду індію. Цей метод є значно простішим та більш контролюємим, ніж сухе травлення та звичайне хімічне травлення. Стандартні поруваті структури було спочатку сформовано в темряві, після цього порувата поверхня піддавалася фотоелектрохімічному травленню у тому ж самому електроліті. У якості електроліту використовували розчин 1М HCl (200 мл) з HNO₃ (3 мл) протягом всього експерименту. Після травлення під дією світла стінки між порами набули товщини близько 20 нм, тобто являються більш тонкими, ніж начальне значення поруватої поверхні зразка. Результати досліду вказують, що порувата поверхня була протравлена методом фотоелектрохімічного травлення. Це вказує, що нерегулярний поруватий шар може бути повністю видаленим з поверхні наноструктурованого InP запропонованим методом, що являється важливим технологічним результатом для подальшого застосування поруватих структур.

ЛІТЕРАТУРА

1. Zhao X. Quantum confinement in nanometer-sized silicon crystallites / X. Zhao, O.Schoenfeld, S.Komuro, Y. Aoyagi, T.Sugano// Phys. Rev. B – 1994. –Vol. 50, №24. – P. 18654 – 18657.

2. Rückschloss M. Light emitting nanocrystalline silicon prepared by dry processing: The effect of crystallite size / M. Rückschloss, B. Landkammer, S. Vepek // Appl. Phys. lett. – 1993. – Vol. 63, №11. – P. 1474 – 1476.

3. Morisaki H. Strong blue light emission from an oxygen-containing Si fine structure / H.Morisaki, H.Hashimoto, F. W.Ping // J. Appl. Phys. – 1994. – Vol. 64. – P. 2977 – 2979.

4. Werwa E.Synthesis and processing of silicon nanocrystallites using a pulsed laser ablation supersonic expansion method/E.Werwa, A. A.Seraphin, L. A. Chiu // Appl. Phys. lett. – 1994. – Vol. 64, №13. – P. 1821– 1823.

5. Zhang Q. Blue photoluminescence and local structure of Si nanostructures embedded in SiO₂ matrices / Q. Zhang, S. C.Bayliss, D. Hutt // A.Appl. Phys. lett. – 1995. – Vol. 66, №15. – P. 1977– 1979.

6. Jung M. Characteristics and fabrication of nanohole array on InP semiconductor substrate using nanoporous alumina / M. Jung, S. Lee, Y. T. Byun, Y. M. Jhon, S. H. Kim, D. H. Woo, S. Mho // Microelectronics Journal. – 2008. – №39 (3 – 4). – Р. 526 – 528.

7. Takizawa T. Fabrication of Vertical and Uniform-Size Porous InP Structure by

Electrochemical Anodization / T. Takizawa, S. Arai, M. Nakahara // Jpn. J. Appl. Phys. – 1994. – № 33 Part 2 (5A). – Р. L643 – L645.

8. St. John J. V. Formation of rare-earth oxide doped silicon by spark processing / J. V. St. John, J. L. Coffer, Y. G. Rho, R. F. Pinizzotto // Appl. Phys. Lett. – 1996. – № 68 (24). – Р. 3416 – 3418.

9. Gudino-Martinez A. Luminescence of spark processed porous InP / A.Gudino-Martinez, E. Rosendo, H. Navarro-Contreras, M. A. Vidal // Thin Solid Films. – 1998. – № 322. – Р. 282 – 289.

10. Tiginyanu I. M. Ion implantation as a tool for controlling the morphology of porous gallium phosphide/ I. M. Tiginyanu, C. Schwab, J.-J. Grob, B. Prevot // Appl. Phys. Lett. – 1997. – № 71(26). – Р. 3829 – 3831.

11. Sato T. Photoelectrochemical etching and removal of the irregular top layer formed on inp porous nanostructures / T. Sato, A. Mizohata. // Electrochemical and solid-state letters. – 2008. – № 11 (5) – Р. 111 – 113.

12. GassilloudR. Selective etching of n-InP(100) triggered at surfacedislocations induced by nanoscratching / R. Gassilloud, J. Michler, C. Ballif // Electrochimica Acta. – 2006. – №51. – Р. 2182 – 2187.