Кусяк Наталія Володимирівна. Взаємодія InAs, InSb та GaAs з бромвиділяючими травильними композиціями: Дис... канд. хім. наук: 02.00.01 / Житомирський держ. педагогічний ун-т ім. Івана Франка. - Житомир, 2002. - 211арк. - Бібліогр.: арк. 197-211.
Анотація до роботи:
Кусяк Н.В. “Взаємодія InAs, InSb та GaAs з бромвиділяючими травильними композиціями”. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01 – неорганічна хімія. – Львівський національний університет ім. І.Франка, Львів, 2003.
Дисертація присвячена дослідженню фізико–хімічної взаємодії нелегованого та легованого оловом InAs, InSb та GaAs з бромвиділяючими розчинами систем HBr – HNO3(H2O2, K2Cr2O7) і розробці на основі отриманих експериментальних результатів травильних композицій та режимів обробки поверхні вказаних напівпровідникових матеріалів. З використанням математичного планування експерименту побудовано 36 поверхонь однакових швидкостей травлення (діаграми Гіббса) для розчинення InAs та InSb в розчинах одинадцяти потрійних систем HBr – HNO3(H2O2, K2Cr2O7) – розчинник та легованого оловом InAs і GaAs в розчинах семи потрійних систем HBr – HNO3(H2O2) – розчинник.
Встановлено вплив окисника і розчинника на швидкість хімічного розчинення, поліруючі властивості розчинів та якість полірованої поверхні InAs, InAs(Sn), InSb та GaAs. Показано, що легування InAs оловом сильно впливає як на швидкість хімічного травлення, так і на концентраційні межі поліруючих розчинів в кожній з досліджених систем.
На основі аналізу температурних залежностей швидкості взаємодії досліджуваних напівпровідникових матеріалів з розчинами систем HBr – HNO3(H2O2, K2Cr2O7) – розчинник виявлено існування компенсаційної залежності в кінетиці хімічного травлення.
У досліджених системах оптимізовано склади поліруючих травильних композицій і розроблено режими та методи підготовки полірованих поверхонь InAs, InAs(Sn), InSb та GaAs.
Досліджено характер фізико-хімічної взаємодії InAs, InSb та GaAs з бромвиділяючими розчинами систем HBr – HNO3(H2O2, K2Cr2O7) – розчинник, побудовано поверхні рівних швидкостей травлення (діаграми Гіббса) та визначено межі існування областей поліруючих та неполіруючих розчинів.
Показано, що використання HNO3 як окисника в складі бромвиділяючих розчинів сприяє формуванню травильних композицій з великою (300–510 мкм/хв) швидкістю розчинення InAs, InAs(Sn), InSb та GaAs, а заміна HNO3 на H2O2 або K2Cr2O7 приводить до різкого зменшення (0,5-19 та 0,1-6 мкм/хв відповідно) швидкості травлення вказаних напівпровідникових матеріалів.
Встановлено вплив різних органічних розчинників (етиленгліколь, диметилформамід, ЕДТА, ацетатна, оксалатна, лактатна та цитратна кислоти) та хлоридної кислоти на процес хімічного травлення InAs, InSb та GaAs і поліруючі властивості розчинів. Визначено, що у випадку систем HNO3 – HBr – розчинник найкращі поліровані поверхні отримуються при використанні етиленгліколю, у випадку систем H2O2 – HBr – розчинник – при застосуванні лактатної кислоти, а в системах K2Cr2O7 – HBr – розчинник – при використанні оксалатної кислоти.
Показано, що легування оловом сильно впливає на швидкість та характер розчинення індій арсеніду, що може бути пояснено сповільнюючою дією сполук стануму, які утворюються в процесі хімічного травлення, на процес хімічного розчинення основного матеріалу. Вірогідно, що на характер травлення напівпровідникових сполук повинні впливати й інші домішки.
Для хімічної обробки легованого оловом InAs, InSb та GaAs вперше запропоновано використовувати новий клас травильних розчинів: бромвиділяючі травильні композиції, у яких бром виділяється в результаті взаємодії між компонентами композиції, а його вміст може до певної міри регулюватись введенням різноманітних розчинників.
Встановлено існування компенсаційної залежності в кінетиці хімічного травлення нелегованого та легованого оловом InAs, InSb та GaAs в розчинах систем HBr – HNO3(H2O2, K2Cr2O7) – розчинник.
На основі кінетичних досліджень, результатів металографічного та профілометричного аналізів розроблено серію бромвиділяючих травильних композицій для різних технологічних обробок InAs, InAs(Sn), InSb та GaAs (полірування, селективне травлення) та оптимізовано склади травників і технологічні режими проведення операцій хімічної обробки вказаних матеріалів.
Публікації автора:
Томашик З.Ф., Даниленко С.Г., Томашик В.Н., Кусяк Н.В. Взаимодействие арсенида и антимонида индия с водными растворами азотной кислоты // Неорган. материалы. – 2000. – Т. 36, № 2. – С. 153-156.
Томашик В.М., Томашик З.Ф., Кусяк Н.В. Хімічне травлення нелегованого та легованого InAs в розчинах системи HNO3–HBr–етиленгліколь // Фізика і хімія твердого тіла. – 2001. – Т.2, №4. – С.631-636.
Tomashik Z.F., Kusiak N.V., Tomashik V.N., Danylenko S.G. Polishing of InSb in K2Cr2O7 - HBr – HCl (oxalic acid) solutions // Proceeding of SPIE. – 2001. – Vol. 4355. – P. 294-298.
Томашик З.Ф., Кусяк Н.В., Томашик В.Н., Даниленко С.Г. Химическое травление арсенида индия растворами системы K2Cr2O7 – HBr – щавлевая кислота // Конденсир. среды и межфазные границы. – 2001. – Т.3, №1. – С. 14-17.
Томашик В.Н., Кусяк Н.В., Томашик З.Ф. Химическое травление нелегированного и легированного арсенида индия в растворах системы HNO3–HBr–ДМФА// Оптоэлектроника и полупроводн. техника. – 2001. – Вып.36. – С.112-117.
Кусяк Н.В., Томашик З.Ф., Томашик В.Н., Даниленко С.Г. Растворение арсенида и антимонида индия в системе K2Cr2O7-HBr–HCl-H2O // Укр. хим. журнал. – 2002. – Т.68, №1. – С.11-14.
Томашик З.Ф., Кусяк Н.В., Томашик В.Н. Химическое травление InAs, InSb и GaAs в растворах системы Н2О2 – HBr // Неорган. материалы. – 2002. – Т.38, №5. – С. 535-538.
Tomashik Z.F., Kusiak N.V., Danylenko S.G., Tomashik V.N. Chemical etching of InAs and InSb in the K2Cr2O7 - HBr – tartric acid solutions // Third Intern. School-Conf. “Physical Problems in Material Science of Semiconductors”. – Abstracts Booklet. – Chernivtsi. – 1999. – P.64.
Томашик З.Ф., Томашик В.М., Даниленко С.Г., Кусяк Н.В. Вплив комплексоутворювачів на розчинення антимоніду та арсеніду індію в розчинах HNO3-HCl // VII Міжн. конф. “Фізика і технологія тонких плівок”. – Матеріали конференції. – Ів.-Франківськ. – 1999. – C.118.
Tomashik V.N., Kusiak N.V., Tomashik Z.F., Danylenko S.G. Polishing of indium antimonide in the K2Cr2O7 - HBr – HCl and K2Cr2O7 - HBr – oxalic acid solutions // Fifth Intern. Conf. “Material Science and Material Properties for Infrared Optoelectronics”. – Abstracts Booklet. – Kyiv. – 2000. – P.112.
Томашик З.Ф., Кусяк Н.В., Томашик В.М. Вплив легування на хімічне травлення арсеніду індію в бромвиділяючих розчинах // VIІІ Міжн. конф. з фізики і технології тонких плівок. – Матеріали конференції. – Івано-Франківськ. – 2001. – C.158-159.
Томашик В.М.. Гриців В.І., Томашик З.Ф., Кусяк Н.В., Чернюк О.С. Хімічне травлення антимонідів галію та індію в кислотних розчинах пероксиду водню // Там же. – С.– 160–161.
Томашик З.Ф., Кусяк Н.В., Томашик В.М., Даниленко С.Г. Компенсаційний ефект в кінетиці хімічного травлення арсеніду та антимоніду індію // VIІI Наук. конф. “Львівські хімічні читання-2001”. – Збірник наукових праць. –Львів.– 2001. – C. Н20.
Гриців В.І., Кусяк Н.В., Чернюк О.С., Мельничук В.Г. Хімічна взаємодія GaSb та InSb в розчинах систем Н2О2–HCl–CH3COOH (лактатна кислота) // Там же. – C. Н29.
Томашик В.Н., Кусяк Н.В., Томашик З.Ф. Химическое растворение GaAs в растворах системы H2O2– HBr – молочная (лимонная) кислота // XV Укр. конф. з неорган. хімії. – Київ. – 2001. – C.284.
Білевич Є.О., Кусяк Н.В., Гуменюк О.Р. Обробка напівпровідникових сполук АIIBVI та AIIIBV в бром та йодвиділяючих розчинах // Конф. молодих вчених, співшукачів та аспірантів “IEP - 2001”. – Ужгород. – 2001. – C.71.
Tomashik Z.F., Bilewich Y.O., Kusiak N.V., Gumeniuk O.R. Using the Gibbs diagrams in the chemical etching of semiconductors // 6th Intern. School-Conf. “Phase Diagrams in Materials Science”. – Kiev. – 2001. – P.86.
Tomashik Z.F., Kusiak N.V., Tomashik V.N. Polishing of indium antimonide in the Н2О2 - HBr – organic acid solutions // Sixth Intern. Conf. “Material Science and Material Properties for Infrared Optoelectronics”. – Kyiv. – 2002. – P.84.