Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Анализ факторов, влияющих на процесс селективного травления поверхности {100} монокристаллического GaAs для определения плотности дислокаций

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2024-90-11-38-45

Аннотация

В работе представлены результаты оценки влияния кристаллогидратной воды в составе щелочей KOH и NaOH на процесс селективного травления пластин монокристаллического GaAs, применяемых для выявления дислокационных ямок травления на кристаллографической поверхности {100} при технологическом контроле качества слитков монокристаллического GaAs. Селективное травление проводили в расплавах кристаллогидратов щелочей (KOH · H2O, NaOH · H2O), а также в расплавах безводных щелочей (KOH, NaOH). Установлено, что при травлении в безводных гидроксидах калия и натрия травление пластин {100} арсенида галлия протекает не избирательно — происходит практически равномерное растворение всей поверхности. В то же время в расплаве кристаллогидрата KOH · H2O происходит образование зон эрозии — дислокационных ямок травления, характерных для кристаллографической плоскости {100}. В расплаве кристаллогидрата NaOH · H2O процесс селективного травления не протекает при прочих равных условиях проведения эксперимента. Анализ экспериментальных данных позволил выявить и обосновать механизм селективного травления, заключающийся в высокотемпературном гидролизе поверхности {100} GaAs при участии остатков кристаллогидратной воды в составе KOH · H2O. Показано, что температура и наличие воды в составе селективного травителя — определяющие факторы протекания данного процесса. Полученные результаты могут быть использованы для контроля селективного травления пластин GaAs, а также стандартизации методики их технологического контроля.

Об авторах

Р. А. Вербицкий
Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности «ГИРЕДМЕТ» имени Н. П. Сажина
Россия

Роман Андреевич Вербицкий, 

111524, Москва, Электродная ул., д. 2, стр. 1.



К. С. Ползикова
Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности «ГИРЕДМЕТ» имени Н. П. Сажина
Россия

Кристина Сергеевна Ползикова, 

111524, Москва, Электродная ул., д. 2, стр. 1.



Ю. В. Сыров
Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности «ГИРЕДМЕТ» имени Н. П. Сажина
Россия

Юрий Вячеславович Сыров, 

111524, Москва, Электродная ул., д. 2, стр. 1.



С. Н. Князев
Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности «ГИРЕДМЕТ» имени Н. П. Сажина
Россия

Станислав Николаевич Князев,

111524, Москва, Электродная ул., д. 2, стр. 1.



Список литературы

1. Мильвидский М. Г., Освенский В. Б. Структурные дефекты в монокристаллах полупроводников. — М.: Металлургия, 1984. — 256 с.

2. Малыгин Г. А. Дислокации как линейные топологические дефекты / Физика твердого тела. 2001. Т. 43. № 5. С. 822 – 826.

3. Князев С. Н., Кудря А. В., Комаровский Н. Ю. и др. Методы исследования дислокационной структуры полупроводниковых монокристаллов группы AIIIBV / Известия вузов. Материалы электронной техники. 2022. Т. 25. № 4. С. 323 – 336. DOI: 10.17073/1609-3577-2022-4-323-336

4. Grabmaier J. G., Watson C. B. Dislocation Etch Pits in Single Crystal GaAs / Phys. Status Solidi. 1969. Vol. 32. N 1. P. K13 – K15.

5. Ishida K., Kawano H. Different Etch Pit Shapes Revealed by Molten KOH Etching on the (001) GaAs Surface and Their Dependence on the Burgers Vectors / Phys. Status Solidi (a). 1980. Vol. 98(1). P. 175 – 181. DOI: 10.1002/pssa.2210980119

6. Abrahams M. S. Dislocation Etch Pits in GaAs / Journal of Applied Physics. 1964. Vol. 35. P. 3626 – 3627. DOI: 10.1063/1.1713291

7. Власукова Л. А. Травление монокристаллов и эпитаксиальных слоев GaAs {001} расплавами гидроксидов / Неорганические материалы. 1993. Т. 29. № 12. С. 1593 – 1596.

8. Парфентьева И. Б., Пугачев Б. В., Павлов В. Ф. и др. Особенности формирования дислокационной структуры в монокристаллах арсенида галлия, полученных методом Чохральского / Кристаллография. 2017. Т. 62. № 2. С. 259 – 263. DOI: 10.7868/S0023476117020205

9. Левченко Д. С., Теплова Т. Б., Югова Т. Г. Исследование дислокационной структуры монокристаллов арсенида галлия, используемых для создания приборов сверхскоростной микроэлектроники / II Междунар. науч.-практ. конф. «Экономика и практический менеджмент в России и за рубежом»: сб. мат. — Коломна: Коломенский институт (филиал МАМИ), 2015. С. 135 – 137.

10. Термические константы веществ. Вып. 10. Ч. 2. Таблицы принятых значений K, Rb, Cs, Fr. — М.: ВИНИТИ, 1981. — 441 с.

11. Stephen P. M., Howe A. T. Proton conductivity and phase relationships in solid KOH between 248 and 406°C / Solid State Ionics. 1980. Vol. 1. P. 461 – 471. DOI: 10.1016/0167-2738(80)90042-9

12. Vogel M. W., Routsis K. J., Kehrer V. J., et al. Some Physicochemical Properties of KOH · H2O System Range 55 to 85 wt.% and 120 to 250°C / Jornal of Chemical and Engineering Data. 1967. Vol. 12. N 4. P. 465 – 472. DOI: 10.1021/je60035a002

13. Вербицкий Р. А., Сыров Ю. В., Князев С. Н., Латонов В. Д. Применение машинного зрения для детекции и подсчета выходов дислокаций на поверхности пластин арсенида галлия / Национальная науч.-практ. конф. «Фундаментальные, поисковые, прикладные исследования и инновационные проекты»: сб. тр. — М.: Ассоциация выпускников и сотрудников ВВИА имени профессора Н. Е. Жуковского, 2023. С. 139 – 143.

14. Rudolph P., Jurisch M. Fundamental and Technological Aspects of Czochralski Growth of High-Quality Semi-Insulating GaAs Crystals / Crystal Growth Technology. — England: John Wiley & Sons, 2003. P. 291 – 321. DOI: 10.1002/0470871687.ch14

15. Комаровский Н. Ю., Молодцова Е. В., Белов А. Г. и др. Исследование монокристаллов антимонида индия, полученных модернизированным методом Чохральского в различных кристаллографических направлениях / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 8. С. 38 – 46. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-8-38-46

16. Tremillon B., Doisneau R. Propriétés chimiques et électrochimiques dans les hydroxydes alcalins fondus / J. Chim. Phys. 1974. Vol. 71. P. 1379 – 1387. DOI: 10.1051/jcp/1974711379

17. Zarubitskii O. G. The electrochemistry of hydroxide melts / Russ. Chem. Rev. 1980. Vol. 49. N 6. P. 536 – 548. DOI: 10.1070/RC1980v049n06ABEH002486

18. Пелевина Н. Г., Жарликова Т. Н., Геращенко Е. А. Опыт применения анализатора МАЭС для определения мышьяка, олова, сурьмы, таллия, галлия, германия и индия в рудах и продуктах их переработки / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 1 – 2. С. 35 – 37.

19. Филатова Д. Г., Воробьева Н. А., Румянцева М. Н. и др. Синтез тонких пленок на основе ZnO, допированных Ga, In, и определение их состава методами рентгеновской спектроскопии и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82. № 11. С. 17 – 20.

20. Демидов А. И. Изменение энтальпии при образовании растворов и кристаллогидратов в системах LiOH · H2O, NaOH · H2O и KOH · H2O при 298,15 К / Материаловедение. Энергетика. 2022. Т. 28. № 2. С. 57 – 63. DOI: 10.18721/jest.28205


Рецензия

Для цитирования:


Вербицкий Р.А., Ползикова К.С., Сыров Ю.В., Князев С.Н. Анализ факторов, влияющих на процесс селективного травления поверхности {100} монокристаллического GaAs для определения плотности дислокаций. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2024;90(11):38-45. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2024-90-11-38-45

For citation:


Verbitsky R.A., Polzikova, K.S., Syrov Yu.V., Knyazev S.N. Analysis of factors influencing the process of selective etching of the {100} monocrystalline GaAs surface to determine the dislocation density. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2024;90(11):38-45. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2024-90-11-38-45

Просмотров: 210


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)