Межфазные превращения в системах AIIIBV-H2O и формирование поверхности полупроводниковых соединений в жидких средах

• Автор: Зарубина, Оксана Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава Е Формирование и исследование межфазных границ (поверхности) полупроводников АШВУ (литературный обзор)
1.1 Формирование необходимого состава поверхности на многокомпонентных полупроводниках жидкостным травлением
1.2 Методы и результаты исследования поверхности полупроводников
1.2.1 Основные физические методы
1.2.2 Вольтамперометрические методы анализа фазового состава поверхности полупроводников '
1.3 Диаграммы Пурбе, как метод описания основных межфазных превращений и оценки возможного состава поверхности элементарных веществ и их соединений
1.4 Влияние растворенного кислорода на фазовый состав поверхности
1.4.1 Способы удаления растворенного кислорода из водных растворов
Глава 2. Выявление основных потенциалопределяющих реакций для систем АтВу-Н20(рН) представление их в виде диаграмм Пурбе. Возможный состав и строение поверхности исследуемых полупроводников
2.1 Диаграммы кажущийся равновесный электродный потенциал - pH и продукты межфазных превращений
2.1.1 Арсенид индия и арсенид галлия,
2.1.2 Нитрид галлия
2.2 Протяженность приповерхностной области полупроводников А|11ВУ
Глава 3. Аппаратура и методика эксперимента
3.1 Аппаратура и электроды
3.2 Реактивы и материалы
3.3 Объекты исследования
Глава 4. Формирование межфазных границ (поверхности) полупроводников типа АШВУ. Подбор условий равномерного и селективного травления и выявление факторов, влияющих на результат обработки
4.1 Межфазные превращения на поверхности арсенида индия
4.2 Межфазные превращения на поверхности арсенида галлия
4.3 Межфазные превращения на поверхности антимонида индия
4.4 Влияние растворенного в промывной жидкости кислорода на фазовый состав поверхности арсенидов индия и галлия
4.4.1 Выбор условий дезактивации кислорода в воде с добавками муравьиной кислоты и ее использования для отмывки пластин полупроводников после травления
4.4.2 Исследование возможности применения раствора муравьиной кислоты после УФ облучения в качестве фонового электролита для вольтамперометрического исследования фазового состава поверхности ОаАэ и ІпАв
4.5 Экспериментальное доказательство существования теоретически предсказываемого приповерхностного кристаллического слоя с нарушенной структурой
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ОБОЗНАЧЕНИЯ
АСМ - атомно-силовая микроскопия
РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
ИПС - изопропиловый спирт
КП- коррозионный потенциал
УПЭЭ - угольный пастовый электроактивный электрод
ЛЭА - локальный электрохимический анализ
КВА - контактная вольтамперометрйя
ВАХ - вольтамперная характеристика
УФО - ультрафиолетовое облучение
СТМ - сканирующая туннельная микроскопия
ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия
ИК-спектроскопия - инфракрасная спектроскопия
КР-спектроскопия - спектроскопия комбинационного рассеяния
РЭМ - растровая электронная микроскопия
ФЛ - фотолюминесценция
РСА - рентгеноструктурный анализ
ДИ - деионизованная вода
ОКР - область когерентного рассеяния
МК - муравьиная кислота

процесса, как правило, это коррозия соединений, то, выявив возможные потенциалопределяющие реакции, протекающие на границе раздела фаз, и рассчитав соответствующие им значения электродных потенциалов (Ер), по продуктам превращений можно оценить возможный состав поверхности твердого тела.
Возможные виды равновесных состояний и форм нахождения веществ в системах элементарное твердое тело - вода (pH) подробно рассмотрены Латимером В.М. [63]. Наиболее интересный подход к описанию такого равновесия предложен М. Пурбе [64] с помощью диаграмм в координатах Л,-рН водного раствора, впоследствии названных диаграммами Пурбе. Для их построения необходимо выявить весь возможный набор окислительновосстановительных состояний вещества и растворимость его окисленных форм в зависимости от pH, рассчитать величины энергии Гиббса ДС и стандартного равновесного потенциала соответствующих
потенциалопределяющих реакций (Ер°= -АС/гЕ, где г - число электронов, участвующих в реакции; Е - постоянная Фарадея, равная 96491,2 Кл или 96,55 кДж/(В-моль)). Связь величины Ер с активностью окисленных и восстановленных форм веществ, участвующих в реакции, находится по уравнению Нернста (Ер =ЕР + (0,059Д)^[окислен.]/[восстановлен.]).
При построении диаграмм предполагается, что в системе отсутствуют посторонние вещества, способные образовывать комплексы и нерастворимые соединения, кроме оксидов/гидроксидов, с компонентами рассматриваемого материала, а также отсутствуют вещества, в том числе растворенный молекулярный кислород, способные инициировать процесс коррозии.
Сопоставление расчетной и экспериментально измеренной величины стационарного электродного потенциала (Е„) вещества в травителе позволяет из большого количества термодинамически возможных потенциалопределяющих реакций отобрать более вероятную, т.е. совпадающую по величинам расчетных и экспериментально измеряемых