СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ ТЕЛЛУРИДА КАДМИЯ

СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ ТЕЛЛУРИДА КАДМИЯ


RU (11) 2279154 (13) C1

(51) МПК
H01L 21/461 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004130554/28 
(22) Дата подачи заявки: 2004.10.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.10.18 
(45) Опубликовано: 2006.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: INVOUE M, et al. Etch Pits and Polarity in CdTe Crystals. Journal of Applied Physics, 1962, 33(№7), 2578-2582. JP 63062237 А, 18.03.1988. JP 9067200 А, 11.03.1997. ЕР 1022772 A1, 26.07.2000. SU 672185 А, 08.07.1979. 
(72) Автор(ы): Колесников Николай Николаевич (RU); Кведер Виталий Владимирович (RU); Борисенко Елена Борисовна (RU); Борисенко Дмитрий Николаевич (RU); Гартман Валентина Кирилловна (RU) 
(73) Патентообладатель(и): ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА РАН (RU) 
Адрес для переписки: 142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Институтская, 2, ИФТТ РАН 

(54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ ТЕЛЛУРИДА КАДМИЯ

Способ химического травления теллурида кадмия, полученного методом нанопорошковой технологии, относится к области изготовления полупроводниковых приборов, в частности детекторов ионизирующих излучений и оптических элементов для ИК-лазеров на основе керамики теллурида кадмия (CdTe), изготовленной по нанопорошковой технологии и может использоваться для анализа микроструктуры материала и изделий из этой керамики. Сущность изобретения: с помощью химического травления при температуре +18 - +25°С в течение 1-2 минут в растворе, содержащем 6-10 об.% брома и 90-94 об.% метилового спирта, выявляют границы зерен в керамике теллурида кадмия, полученной методом нанопорошковой технологии. Выявленная с помощью травления зеренная структура наблюдается в оптический микроскоп. Это позволяет контролировать микроструктуру данного материала, которая влияет на такие важные для практического применения в технике характеристики, как, например, пропускание в области ИК-излучения, электрическое сопротивлений. Техническим результатом изобретения является разработка способа химического травления керамики теллурида кадмия, полученной методом нанопорошковой технологии, позволяющего проводить травление границ зерен, что позволит исследовать микроструктуру. 1 ил, 1 табл. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых приборов, в частности детекторов ионизирующих излучений и оптических элементов для ИК-лазеров на основе керамики теллурида кадмия (CdTe), изготовленной по нанопорошковой технологии, и может использоваться для анализа микроструктуры керамики: выявления границ зерен, анализа распределения зерен по размерам. Известен способ химического травления монокристаллов теллурида кадмия при температуре 60°С в течение 2 минут составом: 10 мл (10 мл 57% HNO3+25 мл H2О+4 г K2CrO7)+15 мг AgNO 3 [Иденбаум Г.В., Бароненкова Р.П., Бойных Н.М. Травление дислокации в монокристаллах CdTe. Физика и химия обработки материалов 1971; no 2; 91-96]. Этот способ позволяет выявить лишь дислокации, но не выявляет границ зерен. Кроме того, чтобы удалить с поверхности металлический теллур, применяют окисление с помощью K2 CrO7, что может привести к образованию нерастворимого в кислоте окисла ТеО3, присутствие которого препятствует дальнейшему процессу травления.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ травления монокристаллического теллурида кадмия при температуре +25°С в течение 10-60 секунд в растворе, содержащем ионы брома: (10 мл концентрированной HNO3 +10 мл HCl+5 мл H2O)+10 мг Br2. [Invoue M, Teramoto I, and Takayanagi S. Etch Pits and Polarity in CdTe Crystals. Journal of Applied Physics 1962; 33 (no 7); 2578-2582]. Состав служит для выявления ямок травления на дислокациях и границах двойников. Указанный состав травителя позволяет выявлять лишь дислокации и границы двойников в монокристалле, не выявляя ни границ блоков, ни границ субзерен. Кроме того, недостатком данного состава травителя является то, что кислоты реагируют сильнее с одним из элементов CdTe, что приводит к выпадению на поверхности слоя поликристаллического металлического теллура, который необходимо удалять с поверхности перед последующей химической полировкой или травлением, окисляя его до оксида, растворимого в кислоте. Этот способ позволяет выявить дефекты микроструктуры в монокристаллах CdTe, но он не пригоден для травления керамики.

Известные способы химического травления полупроводниковых кристаллов не позволяют выявить поликристаллическую зеренную структуру полупроводниковой керамики, приготовленной по методу нанопорошковой технологии. Поскольку керамика теллурида кадмия, полученная методом нанопорошковой технологии, предназначена для применения в лазерной оптике и в качестве детекторов ионизирующих излучений, очень важными ее характеристиками являются пропускание в области ИК-излучения, электрическое сопротивление, которые сильно зависят от микроструктуры, в первую очередь, от размеров зерен. Поэтому задачей настоящего изобретения является травление границ зерен теллурида кадмия, полученного методом нанопорошковой технологии, позволяющее исследовать микроструктуру, и как следствие, контролировать важные свойства этой керамики.

Эта задача решается в предлагаемом способе химического травления, включающем химическое травление керамики теллурида кадмия, полученной методом нано-порошковой технологии, в растворе, содержащем ионы брома, при температуре +18 - +25°С в течение 1-2 минут в травителе, состоящем из 6-10 об.% брома и 90-94 об.% метилового спирта. Ионы брома, участвующие в окислении материала, способствуют образованию канавок травления. Количество ионов брома контролирует процесс травления. Выбор состава травителя определяется соотношением скоростей формирования канавки и растворения поверхности. При снижении концентрации брома ниже 6 об.% раствор становится промывающим составом для данной керамики и лишь удаляет пыль и грязь с поверхности, не оказывая травящего действия; при увеличении содержания брома выше 10 об.% процесс травления пассивируется и состав становится полирующим, т.е. не выявляет границ зерен, а равномерно растворяет поверхность. Режимы обработки приведены в таблице.

Для получения сравнительных данных исследовали также образцы, прошедшие травление по известному способу [Invoue M, Teramoto I, and Takayanagi S. Etch Pits and Polarity in CdTe Crystals. Journal of Applied Physics 1962; 33 (no 7); 2578-2582] - прототип.

Таблица 
Результаты испытаний образцов 
№ Травление (состав, режимы) Травящее действие 
1 98 об.% СН3ОН+2 об.% Br 2, Т=25°С, t=1 мин промывка образца 
2 92 об.% СН 3ОН+8 об.% Br2, Т=18°С, t=2 мин травление границ зерен 
3 94 об.% СН 3ОН+6 об.% Br2, Т=25°С, t=1 мин травление границ зерен 
4 93 об.% СН 3ОН+7 об.% Br2, Т=25°С, t=1 мин травление границ зерен 
5 91 об.% СН 3ОН+9 об.% Br2, Т=25°С, t=1 мин травление границ зерен 
6 89 об.% СН 3ОН+11 об.% Br2, Т=25°C, t=1 мин полировка поверхности 
7 10 мл концентрированной HNO 3+10 мл HCl+5 мл Н2O+10 мг Br 2, Т=25°С, t=0,5 мин травление дислокации 


Из таблицы видно, что лишь составы, попадающие в диапазон 6-10 об.% Br2 обеспечивают травление границ зерен керамики теллурида кадмия, полученной методом нанопорошковой технологии.

Отсутствие кислоты в составе травителя устраняет необходимость удаления осадка металлического теллура с поверхности кристалла при травлении и, следовательно, позволяет упростить процедуру травления за счет исключения дополнительного этапа окисления металла и растворения окисла.

Пример

Механически полированные образцы из полупроводниковой керамики CdTe, полученной по методу нанопорошковой технологии, подвергают травлению в растворе состава 93 об.% СН3ОН+7 об.% Br2 в режиме Т=20°С, t=1 мин, где Т и t - температура и время травления, соответственно. Протравленные образцы промывают в метиловом спирте и просушивают на фильтровальной бумаге. В оптическом микроскопе наблюдают структуру зерен, которая показана на чертеже. Состав травителя получен и способ применения опробован в Институте физики твердого тела РАН.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ травления теллурида кадмия, включающий химическое травление в растворе, содержащем ионы брома, отличающийся тем, что проводят химическое травление керамики теллурида кадмия, полученной методом нанопорошковой технологии, при температуре 18 - 25°С в течение 1-2 мин в растворе, содержащем 6-10 об.% брома и 90-94 об.% метилового спирта.



ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к лазерным квантовым генераторам, а именно лазеры и лазерное оборудование:

- твердотельные полупроводниковые лазеры

- газовые лазеры

- химические лазеры

- практическое применение в промышленности, науке и в быту газовых, твердотельных и химических лазеров.


Лазеры. Лазерное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+газовый -лазер".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "лазер" будут найдены слова "лазеры", "лазерный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("лазер!").



Рейтинг@Mail.ru