- •Лабораторная работа № 1 исследование структурных свойств полупроводников
- •Теоретические сведения
- •Определение кристаллического строения слитков
- •1.2. Определение ориентировки кристаллов по фигурам травления
- •Выявление в кристалле структурных дефектов
- •2. Порядок выполнения работы
- •3. Вопросы для самопроверки
- •Литература
2. Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с устройством и работой микроскопа МИМ-7.
2. Ознакомиться со свойствами травителей для германия, кремния, арсенида галлия (табл.1).
Таблица 1
Селективные травители для полупроводников
Материал |
Травитель |
Применение |
|
Состав |
Пропорции |
||
Германий |
HNO3 : HF |
1 : 1 |
Выявление границ зерен. Определение монокристалличности и поликристалличности слитков |
Германий |
H2O2 : HF : H2O |
1 : 1 : 4 |
Выявление фигур травления при комнатной температуре в течение 3-5 мин. |
Германий |
HNO3 : HF : CH3COOH : Br2 |
5 : 3 : 3 : 0,6 |
Выявление дислокации в течение 3-5 мин при комн. температуре |
KOH : K3[Fe(CN)4] : H2O |
3 : 2 : 2,5 |
Выявление дислокации на плоскостях (111) и (110) в течение 5-6 мин при кипячении |
|
Арсенид галлия |
HNO3 : H2O |
1 : 1 |
Выявление дислокаций в течение 2-4 мин. |
HNO3 : HCl : H2O |
1 : 2 : 2 |
Выявление дислокаций в течение 10 мин |
|
H2O2 : H2SO4 : H2O |
1 : 1 : 8 |
Выявление границы зёрен |
|
H2O2 : NaOH |
1 : 5 |
5%-ный. Выявление дислокаций на А и В - сторонах |
|
Кремний |
NaOH : H2O |
1 : 1 |
Выявление фигур травления в кипящем растворе в течение 10-15 мин |
3. Приготовить селективные травители для выявления: а) монокристалличности; б) ориентации слитка; в) дислокаций - для одного материала (германия, кремния или арсенида галлия) по указанию преподавателя.
4. Получить шлифы для исследования. Произвести химическое полирование образцов в травителях по данным табл. 2.
Таблица 2
Полирующие травители для полупроводников
Материал |
Травитель |
Применение |
|
Состав |
Пропорции |
||
Германий |
HNO3 : HF : CH3COOH |
4 : 5 : 1 |
Полирование после шлифовки |
HNO3 : HF : H2O |
4 : 4 : 1 |
Полирование после шлифовки в течение 15-20 с в нагретом травителе |
|
Кремний |
30%-ный NaOH или KOH |
|
Полирование после шлифовки |
HNO3 : HF |
1 : 4,5 |
Полирование после шлифовки |
|
Арсенид галлия |
HNO3 : HCl : H2O |
1 : 2 : 2 |
Полирование после шлифовки |
HNO3 : HCl |
1 : 1 |
Полированию после шлифовки, скорость 40 мкм/ мин |
|
H2O2 : H2SO4 : H2O |
1 : 3 : 1 |
Полирование после шлифовки, удаляет со скоростью 5 мкм/мин |
5. Установить монокристалличность или поликристалличность образцов.
6. Провести травление образцов в селективных травителях дал определения ориентации слитка по фигурам травления.
7. Зарисовать плоскость с фигурами травления.
8. Провести травление образцов в соответствующих селективных травителях для выявления дислокаций.
9. Зарисовать картину дислокаций.
10. Определить плотность дислокаций.
11. Сделать вывод о структурных свойствах исследованного кристалла.