Сичікова Я.О.

Бердянський державний педагогічний університет

Електроліти для травлення фосфіду індію

Електроліти за своєю структурою являють собою складні системи, що складаються з іонів, оточених молекулами розчинника, недисоційованих молекул розчиненої речовини, іонних пар і більш великих агрегатів. Властивості електролітів визначаються характером іон-іонних та іон-молекулярних взаємодій, а також зміною властивостей і структури розчинника під впливом розчинених частинок електролітів. Очевидно, що на процес розчинення напівпровідника та формування поруватого шару поверхні впливає склад та концентрація електроліту. Для отримання por-InP застосовують різноманітні електроліти на основі кислот, солей та лугів: HCl, HF, HCl + HNO₃, HCl + H₂PtCl₆, KBr + HBr, NaCl.

Існує мінімальна концентрація електроліту, за якої починається формування поруватого шару. При використанні більш розбавлених електролітів пори не утворюються зовсім, а поверхня напівпровідника вкривається окисним шаром. Концентрація електроліту впливає, насамперед, на формування пор по льотним напрямках. Чим більша концентрація – тим розвинутіша та більш гілляста структура пор формується на поверхні фосфіду індію. Найбільш оптимальною концентрацією вказаного електроліту автори вважають від 1 до 1,5М. Слід враховувати, що така концентрація є оптимальною лише для окремо взятого випадку (n-InP(001) при прикладеній напрузі (5 – 7) В). Тобто висновок щодо концентрації електроліту не можна узагальнювати для різних параметрів кристалу та умов анодування.

Залежність від електрохімічних умов і типу галогену (Cl, F), присутнього в електроліті, була встановлена в [1] для поруватих структур, вирощених електрохімічним травленням на n-InР (100) у темряві. Також був виявлений істотний вплив на процес зародження пор стану поверхні. Було показано, що потенціал формування пор нижче для поверхонь із дефектами, ніж для неушкоджених.

В роботі [2] показано, що можливе формування поруватої поверхні на р-InP (100) в розчині 1 M HBr в темряві, час травлення 600 с, щільність струму 125 mA/cm². Розмір пор склав близько (300 – 400) нм. Пори проростають вглиб кристалу перпендикулярно поверхні паралельними каналами. Однак порувата поверхня при цьому вкрита оксидним шаром, видалення якого можливо в потоці N₂.

Автори роботи [3] повідомляють про можливість отримання нанопоруватого шару на поверхні р-InP шляхом електрохімічного травлення в електроліті, що містить розчин HBr. В результаті вдалося отримати тонкий поруватий шар р-InP товщиною (3 – 5) мкм з діаметром пор (500 – 800) нм. Однак отриманий нанопоруватий шар не був рівномірним і регулярним, він зайняв приблизно 80% площі, підданої електрохімічному травленню.

Незважаючи на те, що результати дослідження морфології поверхні й оптичних властивостей por-InР, отриманих електрохімічним травленням у різних електролітах, приводяться рядом наукових груп, існує обмежена кількість робіт присвячених аналізу залежності структури поруватого InР від режимів травлення. Тим більше зовсім недостатньо розглянуто вплив дефектів на процеси пороутворення фосфіду індію.

ЛІТЕРАТУРА

28. 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.

44. Schlierf U.Structural and optical properties of p-InP(100) anodizedin halogenic acids / U. Schlierf, D. J. Lockwood, M. J. Graham, P. Schmuki // Electrochim. Acta. – 2004. – V. 49 (11). – P. 1743 – 1749.

57. Dikusar A. I. Photoelectric Structures Based on Nanoporous p-InP / A. I. Dikusar, L. I. Bruk, E. V. Monaico, D. A. Sherban, A. V. Simashkevich, I. M. Tiginyanu // Surface engineering and applied electrochemistry. – 2008. – V. 44 (1). – Р. 1 – 5.