Фізико-хімічні аспекти одержання сплавів та обробки поверхні напівпровідників CdSb, CdTe і твердих розчинів на їх основі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Чернівецький національний університет

імені Юрія Федьковича

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук

Фізико-хімічні аспекти одержання сплавів та обробки поверхні напівпровідників CdSb, CdTe і твердих розчинів на їх основі

02.00.21 - хімія твердого тіла

ДРЕМЛЮЖЕНКО СЕРГІЙ ГРИГОРОВИЧ

Чернівці - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі фізики напівпровідників і наноструктур Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича, Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор Фочук Петро Михайлович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, завідувач кафедри неорганічної хімії

Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, професор Томашик Василь Миколайович, вчений секретар Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України;

доктор фізико-математичних наук, професор Ковалюк Захар Дмитрович, керівник Чернівецького відділення Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Розвиток твердотільної електроніки та ІЧ-техніки вимагає як розширення кола напівпровідників, так і більш детального дослідження вже відомих матеріалів, які застосовуються для розробок її елементної бази. Незважаючи на те, що технології отримання та фізико-хімічні властивості CdSb, CdTe та твердих розчинів на їх основі, досліджуються вже упродовж тривалого часу, залишається ще ряд невирішених питань, в першу чергу це стосується проблем одержання досконалих монокристалів, обробки поверхні і процесів, що відбуваються при цьому.

При створенні різноманітних приладів виникає проблема одержання якісної структурно досконалої поверхні, а також дослідження фізико-хімічних закономірностей та механізмів проходження процесів обробки. Результати таких досліджень необхідні, в першу чергу, для пошуку та обґрунтування технологічних прийомів для керування процесами травлення залежно від вибору способів, режимів та умов обробки кристалів. Для адекватної інтерпретації результатів обробки поверхні травленням необхідно знати ролі основних складових травильних сумішей, їх взаємодію, температурні режими, влив домішок та ін.

Сполуки групи А^IIВ^V, А^IIВ^VI до яких належать CdSb, CdTe і тверді розчини на їх основі, являють інтерес з точки зору практичного застосування в якості фоточутливих елементів і абсорбційних фільтрів, анізотропних термоелектричних елементів, термоелектричних сенсорів та пасивних оптичних деталей - імерсійних лінз, вікон. Характеристики напівпровідникових приладів залежать від технологічних особливостей їх виготовлення і властивостей поверхонь підкладок CdSb, CdTe та твердих розчинів на їх основі. Наявність на поверхнях підкладок дислокацій, забруднень, мікротріщин, преципітатів приводить до утворення структурних дефектів в епітаксійних шарах, причому їх густина, як правило вища ніж в підкладках. При створенні контактів метал - напівпровідник властивості поверхні суттєво впливають на його якість. Аналогічна проблема спостерігається при виготовленні інтерференційних покриттів з складною геометрією світлових зон і нанесенням металізованих діафрагм.

Вивчення явищ, що протікають на границі розділу "напівпровідник-травник", є особливо актуальним, оскільки, як показують дослідження, в результаті травлення на поверхні кристалів утворюється плівка, склад та структура якої залежить від характеру та умов проведення процесу. Використання чистих поверхонь при отриманні епітаксійних шарів, плівкових елементів, систем метал - напівпровідник (створення омічних контактів та досконалих діодів Шотткі) дає можливість значно покращити їх експлуатаційні параметри.

При травленні продукти, що утворюються, катіони і аніони взаємодіють з поверхнею кристала. Разом з тим, навіть коли відомі основні реакції, що протікають на поверхні між кристалом і агресивним середовищем, підбирати склад середовища, як для процесів травлення, так і хіміко-механічного полірування у кожному конкретному випадку доводитися емпірично. Єдині науково обґрунтовані критерії вибору складу травників дотепер не визначені. При використанні складних напівпровідникових матеріалів склад приповерхневого порушеного шару і оксидних плівок ускладнюється, виникають додаткові дефекти й відхилення від стехіометрії.

Причинами, чому всі ці задачі залишались нерозв'язаними, є недостатнє знання фізико-хімічних процесів, які обумовлюють властивості поверхні, плівок і шарів. Тому метою даної роботи було обрано вивчення впливу різних видів поліруючого травлення на стан поверхні CdSb, CdTe і твердих розчинів на їх основі та з'ясуванні закономірностей процесів, які при цьому відбуваються. Актуальним також є вирішення проблем створення інфрачервоних фільтрів на базі монокристалів CdSb із оптично досконалою поверхнею. Тому також була поставлена ціль пов'язати оптимальні способи обробки поверхні CdSb з задачею створення стійких до термоциклювання і стабільних по відношенню до зовнішніх факторів багатошарових плівкових фільтруючих покриттів на кадмій стибіді.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у відповідності з робочими планами науково-дослідних робіт кафедри фізики напівпровідників і наноструктур Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича за темами: “Фізичні основи технології, дослідження електронних процесів в гетероструктурах і надгратках напівпровідників на основі елементів 2, 3, 4 і перехідної груп для створення сенсорів електромагнітного випромінювання в широких межах енергії” (номер державної реєстрації 0194U028015), “Розробка фізичних та технологічних основ напівпровідникових розширених твердих розчинів, гетероструктур, надграток і створення на їх базі фотоприймальних пристроїв термовізійної техніки (номер державної реєстрації 0197U014401), “Фізичні основи технології створення низькорозмірних і об'ємних напівпровідникових структур з екстремальними параметрами, їх електричні властивості, фотоелектронні і оптичні ІЧ-прилади на них” (номер державної реєстрації 0100U005493), “Розроблення технології і конструкції напівпровідникових фотодіодів для конкурентноспроможних вітчизняних прицезійних пристроїв вимірювання параметрів радіаційного випромінювання” (номер державної реєстррації 0107U007098).

Роль дисертанта у виконанні науково-дослідних робіт полягала у вивченні фізико-хімічних проблем, які виникають в процесі синтезу, вирощування і легування напівпровідникових матеріалів, а також у проведенні теоретичних, експериментальних досліджень поверхні після різних способів обробки, узагальненні результатів та їх пояснення на основі існуючих теоретичних моделей.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є встановлення фізико-хімічних процесів при проведенні синтезу сплавів та вирощуванні кристалів CdSb, CdTe і твердих розчинів на їх основі; встановлення характеру протікання процесів травлення в поліруючих травильних композиціях та властивості одержаних поверхонь CdSb, CdTe, твердих розчинів Cd_xZn_1-xTe, Cd_xMn_1-xTe.

Об'єкт дослідження: сплави та монокристали CdSb, CdTe та твердих розчинів Cd_xZn_1-xTe, Cd_xMn_1-xTe.

Предмет дослідження: особливості фізико-хімічної взаємодії при проведенні синтезу та вирощування напівпровідникових сполук CdSb, Cd_xMn_1-xTe і властивості отриманих кристалів; процеси, що протікають при проведенні травлення в різних складах поліруючих травників; отримання металічних плівок для тонкоплівкових інтерференційних фільтрів на монокристалах CdSb.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі:

· встановити вплив фізико-хімічних та технологічних факторів на склад, структуру кристалів CdSb, CdTe та твердих розчинів на їх основі;

· побудувати діаграми Пурбе ( - рН) для встановлення характеру процесів, що відбуваються на границі напівпровідник - травник;

· з'ясувати вплив методів обробки поверхні травильними композиціями на якість та склад отримуваної поверхні;

· вивчити модифікації структури поверхні CdSb, CdTe та твердих розчинів на їх основі в залежності від характеру її обробки;

· визначити вплив методів обробки підкладок та режимів напилення на стабільність металічних плівок і фільтрів по відношенню до дії зовнішніх факторів.

Для вирішення цих задач та досягнення поставленої мети використано наступні методи:

· диференційно-термічного, мікроструктурного аналізів, виміри мікротвердості;

· потенціометричні дослідження електродних процесів;

· атомноабсорбційний аналіз;

· електронна мікроскопія, рентеноспектральний мікроаналіз;

· електронна Оже-спектроскопія;

· виміри електропровідності і оптичного пропускання.

Наукова новизна одержаних результатів

· вперше на основі термодинамічних даних було побудовано діаграми Пурбе ( - рН) для систем CdSb - H₂O, ZnTe - H₂O, MnTe - H₂O, Cd_1-xZn_xTe - H₂O, Cd_1-xMn_xTe - H₂O;

· запропоновано ймовірний хімізм розчинення досліджуваних сполук в залежності від рН середовища. Показано можливість поліруючого травлення кристалів CdSb, CdTe та твердих розчинів Cd_1-xZn_xTe і Cd_1-xMn_xTe в кислому і лужному середовищах;

· вперше досліджені системи CdSb - As, CdSb - FeSb і показано, що вони відносяться до квазібінарних;

· експериментально отримана і пояснена аномальна залежність мікротвердості від складу Cd_1-xMn_xTe, на якій спостерігається два характерні максимуми при х₁ = 0,14 та х₂ =0,46.

Практичне значення роботи

· результати, отримані при аналізі діаграм Пурбе можуть бути використані при підборі нових травильних складів та прогнозу складу поверхні;

· оптимізовано склади поліруючих травильних композицій для хіміко-механічної поліровки лужними розчинами на основі колоїдного SO₂ досліджуваних матеріалів при виготовленні елементів напівпровідникових приладів;

· виготовлені багатошарові з високою адгезією двоканальні відрізаючі інтерференційно-абсорбційні фільтри на CdSb з двосторонніми суміщеними, пропускаючими випромінювання, зонами складної геометрії, стабільними механічними і оптичними властивостями при термоциклюванні в інтервалі температур 37077 К.

Особистий внесок автора полягає в підборі, систематизації та аналізі літературних даних з фізико-хімічної взаємодії та хімічного травлення напівпровідникових сполук CdSb, CdTe, твердих розчинів Cd_1-xMn_xTe і Cd_1-xZn_xTe. Автором сформульовано науковий напрямок, мету роботи, постановку задач, вибрано об'єкт досліджень, методики досліджень, проведено аналіз та узагальнення отриманих результатів, здійснена їх презентація та публікація В працях, виконаних у співавторстві [1-7,9-29], здобувач приймав участь в проведенні синтезу та вирощування вихідних сполук та твердих розчинів, проведенні фізико-хімічних досліджень (диференційно-термічного аналізу, мікростуктурного аналізу, вимірів мікротвердості), підготовці зразків і проведення процесів травлення, дослідження складу поверхні, розрахунку та побудові діаграм Пурбе для відповідних систем.

Апробація роботи Основні результати досліджень, викладених у дисертаційній роботі, доповідались і обговорювались на конференціях і семінарах: I Українська наукова конференція з фізики напівпровідників (УНКФН-1) (Одеса, Україна, 2002); E-MRS Fall Meeting (Zakopane, Poland, 2002); ІІ Українська наукова конференція з фізики напівпровідників (Чернівці-Вижниця, Україна, 2004); 2 наукова конференція “Приладобудування: стан і перспективи” (Київ, Україна, 2003); IX Міжнародної конференції “Фізика і технологія тонких плівок” (Івано-Франківськ, Україна, 2003); Fourth International Young Scientists Conference Problems of Optics & High Technology Material Science (Kyiv, Ukraine, 2003); E-MRS Fall Meeting (Warsaw, Poland, 2005); Х Міжнародна конференція “Фізика і технологія тонких плівок” (Івано-Франківськ, Україна, 2005); “Матеріали електронної техніки та сучасні інформаційні технології” (МЕТІТ-2) (Кременчук, Україна, 2006); E-MRS Fall Meeting (Warsaw, Poland, 2006); III Українська наукова конференція з фізики напівпровідників (УНКФН-3) (Одеса, Україна, 2007); “Матеріали електронної техніки та сучасні інформаційні технології” (МЕТІТ-3) (Кременчук, Україна, 2008); 16th Internetional Conference on Ternary and Multinary Compounds (ICTMC16), (Berlin, Germany, 2008).

Публікації. Результати роботи викладені у 29 друкованих працях, з них - у 1 довіднику, 15 наукових журналах та збірниках наукових праць і 13 матеріалах і тезах наукових конференцій.

Структура та об'єм дисертації. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел та трьох додатків. Загальний об'єм роботи становить 181 сторінки, включаючи 61 рисунок, 8 таблиць. Бібліографія містить 251 найменування.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, сформульовані мета та завдання дисертаційної роботи, висвітлено її наукове і практичне значення, подано інформацію про апробацію роботи, публікації автора.

Перший розділ присвячений огляду фізико-хімічних проблем напівпровідникових сполук CdSb, CdTe і твердих розчинів на їх основі, а також обробки їх поверхні. З огляду літератури можна зробити висновок про те, що одержання напівпровідників CdSb, CdTe та твердих розчинів на їх основі залежить від знання фізико-хімічної взаємодії між сполукоутворюючими елементами. Від цього залежить розробка технологічних умов синтезу, легування та вирощування досконалих монокристалів.

Аналіз науково-технічної літератури свідчить, що при травленні вказаних сполук і твердих розчинів на їх основі підбір травильних композицій проводиться емпіричним способом. Травлення призводить до утворення поверхні з різним ступенем забрудненості та величиною окисного шару, що залежить від складу травильної суміші і способу проведення процесу. В той же час, майже відсутні публікації, присвячені систематизації фізико-хімічних закономірностей про взаємодію між травником і напівпровідником (CdSb, CdTe, Сd_1-xMn_xTe, Cd_1-xZn_xTe). Дані про глибину порушеного шару для тих самих напівпровідників після ідентичних обробок вельми суперечливі. Це обумовлено нечіткими уявленнями про структуру і будову порушеного шару і застосуванням різних методів його оцінки. Невисвітленою є проблема взаємозв'язку між різними способами обробки та отриманням якісної поверхні та її властивостями.

Другий розділ присвячений опису основних методик, які використовувались при проведенні експерименту. Проведений експериментальний вибір контейнерного матеріалу та технологічних умов вирощування напівпровідникових сполук дозволив отримати якісний напівпровідниковий матеріал з найменшим внесенням домішок. Вибір умов синтезу на основі аналізу фізико-хімічних властивостей сполук CdSb, CdTe і твердих розчинів дозволив провести синтези без утворення метастабільних фаз та встановити оптимальні технологічні умови щодо вирощування монокристалів.

В процесі вирощування твердих розчинів Cd_1-xMn_xTe нами було встановлено, що якість одержуваних монокристалічних блоків залежить від рівномірності розподілу лігатури в кристалі та тривалості синтезу і вирощування. Для встановлення розподілу Mn в кристалах твердих розчинів Cd_1-xMn_xTe нами був використаний радіоізотопний аналіз. Виявилось, що коефіцієнт розподілу Mn в твердих розчинах Cd_1-xMn_xTe рівний одиниці.

При проведенні рентгенівських вимірювань параметра гратки твердих розчинів Cd_1-xMn_xTe (0,02 х 0,2) з коротким часом синтезу (менше 70 год.) спостерігалася хаотична залежність параметра гратки (а) від довжини злитка. Неоднорідність збільшувалася із ростом вмісту мангану, оскільки в таких сплавах на його розподіл в розплаві істотно впливає час утворення і розчинення MnTe, як найбільш тугоплавкого компоненту. При тривалому синтезі (70 годин) одержували досконалі по структурі кристали з однорідним розподілом компонентів по злитку. Параметр гратки твердого розчину Cd_1-xMn_xTe уздовж злитка не змінювався, його залежність від складу х була лінійною. Час синтезу можна зменшити до 50 годин, якщо разом з тривалим синтезом проводити примусове перемішування розплаву.

Третій розділ присвячений фізико-хімічному дослідженню систем на основі CdSb (CdSb-As, CdSb-FeSb) та твердих розчинів Cd_1-xMn_xTe. Існування розбіжностей в інтерпретації особливостей поведінки CdSb в області плавлення потребувало проведення додаткових експериментів і узагальнення існуючих літературних даних.

Результати експериментів по термографії зразків CdSb з відомою “біографією” дозволило пояснити природу теплових ефектів на термограмах. Поява ендотермічного ефекту в близькій області до температури плавлення CdSb пояснюються наступним чином: ендотермічний ефект (Т ? 723 К) відповідає плавленню збагаченого кадмієм міжзеренних границь CdSb та/або насиченої Sb фази CdSb; Т = 723 К не є фіксованою (поява даного ефекту можлива тільки при порушенні стехіометричного співвідношення в сполуці при проведенні процесів синтезу і вирощування, що характерно для зразків CdSb одержаних в умовах, які сприяли максимальному випаровуванню леткого компоненту). Оскільки процес при цій температурі тільки починається, то завершується повним плавленням CdSb (Т = 729 К) - другий ефект; третій ендотермічний ефект (Т ~ 737 К) відповідає переходу розплаву в металічний стан і супроводжується розривом зв'язків в CdSb. Співмірність величин ендотермічних ефектів при Т = 729 К і Т ~ 737 К, пояснюється тим, що значна енергія витрачається на розрив хімічних зв'язків в кластерах розплаву, що фактично і є руйнуванням ближнього порядку [1].

Проведено вивчення характеру фізико-хімічної взаємодії в системах CdSb-As, CdSb-FeSb. Для оптимізації проведення експерименту було зроблено розрахунок діаграм стану за відомими рівняннями Кордеса та інших [2]. В процесі проведення експерименту було встановлено обмеженість використання цих рівнянь. Найкращі результати отримані при рішенні рівняння ізобари розчинності (рівняння Шредера-ле-Шательє). На основі проведеного фізико-хімічного дослідження встановлено, що діаграми CdSb-As і CdSb-FeSb відносяться до евтектичного типу (рис.1, 2). В системі CdSb-As існує незначна область розчинності As на базі CdSb, яка не перевищує 0,42 мол. % As. Точка нонваріантної рівноваги відповідає 8 мол. % As і Т_пл.= 711 К. В системі CdSb - FeSb евтектика носить вироджений характер, склад - 1 мол. % FeSb і Т_пл.= 728 К. Базовою фазою утворених евтектик в даних системах служить CdSb. Евтектика відноситься до пластинчатого типу. Поява ефектів на термограмах системи CdSb-FeSb при Т = 983 К відповідає магнітному переходу в FeSb [3].

При дослідженні твердих розчинів Cd_1-xMn_xTe вперше встановлено аномальний характер залежності мікротвердості від складу твердого розчину, на якій спостерігається два характерні максимуми при х₁ = 0,14 та х₂ = 0,46 (Т = 300 К). Перший максимум пояснюється спінодальним розпадом твердого розчину Cd_1-xMn_xTe. Перерозподіл електронної густини заряду між зв'язками Cd - Te і Mn - Te веде до зміни коефіцієнта зарядової асиметрії (ступеня іонності), що пояснює виникнення другого максимуму.

У четвертому розділі шляхом рішення систем рівнянь, термодинамічно можливих для системи CdSb-H₂O, побудована діаграма Пурбе (рис. 3). Аналіз діаграми -рН для системи CdSb - Н₂О показує, що CdSb у водних розчинах окислюється в широкому діапазоні значень рН. При цьому механізм окислення, природа потенціалвизначальних іонів і відповідно склад продуктів окислення залежатимуть від середовища і величини потенціалу. У кислих розчинах CdSb окислюється з утворенням іонів Cd²⁺ і виділенням на поверхні кристалів елементарного Sb, який виділяється при потенціалах, що перевищують нижню межу стійкості води (рис. 3, пунктирна лінія а), потім Sb може окислюватися до SbO⁺ і далі до Sb₂O₃, а в сильнокислих розчинах при потенціалах вище 0,5 В - до Sb₂O₅. Таким чином, термодинамічно вірогідними продуктами окислення CdSb будуть: у інтервалі рН 2,6 6,9 - іони Cd²⁺ і тверда фаза Sb₂O₃, яка пасивує поверхню, а в інтервалі рН 6,9 9,8 - тверді поверхневі фази CdO, Cd(OH)₂ і Sb₂O₃. При рН > 13,4 CdSb окислюється з утворенням іонів і , які переходять в розчин. Рівномірне розчинення CdSb можливе як в сильнокислих, так і в сильнолужних розчинах. Важливим результатом, є можливість визначення меж хімічної і електрохімічної стійкості CdSb. Як випливає з рис. 3, в інтервалі рН від -1 до 9,8 область стійкості CdSb обмежується ламаною лінією позитивних значень потенціалів. Окремі ділянки цієї лінії відповідають потенціалам рівномірного і селективного (по Cd) розчинення CdSb - потенціалам окислення поверхневих атомів Sb до Sb₂O₃, а Cd - до CdO. При рН 9,8 лінія, що обмежує стійкість CdSb, переходить в область негативних потенціалів. На міжфазній границі CdSb-H₂O можливі процеси окислення до Cd(OH)₂, а також процеси розчинення поверхневих сполук Sb і Cd з утворенням іонів , , . Нижня межа стійкості CdSb лежить у області негативних потенціалів і змінюється від -0,46 до -1.46 В. Основною реакцією, що протікає при вказаних значеннях потенціалів, є реакція утворення газоподібного SbH₃, яка реалізується в інтервалі рН від -1 до 14. Між верхньою і нижньою лініями потенціалів (рис. 3, заштрихована область) CdSb стійкий в хімічних і електрохімічних відношеннях. При потенціалах, менших за потенціали нижньої лінії стійкості води (рис. 3, пунктирна лінія а), на CdSb-електродах протікає реакція катодного виділення водню. З розгляду діаграми CdSb-Н₂О виходить, що при кожному окремо взятому значенні потенціалу механізм окислення CdSb визначається величиною рН. Враховуючи діапазон рН, якими характеризуються травники, можна вважати, що результати аналізу діаграми -рН дозволяють пояснити механізм взаємодії CdSb з вже відомими складами розчинів, а також передбачати і створювати нові травники.

Склад поверхні зразків CdSb після проведення механічної поліровки і хіміко-механічної поліровки досліджувався методом електронної Оже-спектроскопії на приладі “Jamp-10”. Окрім основних компонентів, після механічної поліровки на пасті АСМ 1/0 в спектрах знайдені: С, О, S і Cl. Після хіміко-механічної поліровки в спектрах присутні тільки сліди карбону і оксигену. Відносний розподіл вмісту компонентів і домішок в приповерхневому шарі CdSb після різних способів обробки свідчить про те, що після механічної поліровки на пасті АСМ 1/0 поверхня містить домішки S і Cl на глибину до 13 нм, О до 26 нм, С до 32,5 нм. Товщина приповерхневого окисного шару CdSb після механічної поліровки склала 32,5 нм, а хіміко-механічної поліровки - 7 нм. При проведенні дослідження оптичного пропускання після різних способів обробки, встановлено, що хіміко-механічна поліровка на основі лужного розчину кремнезему дає зростання крутизни краю поглинання та збільшення пропускання в області прозорості на 58 %. Таким чином метод хіміко-механічної поліровки дозволяє мінімізувати товщину порушеного поверхневого шару.

При створенні оптичних систем для ІЧ-техніки доводиться використовувати багатоканальні світофільтри, в яких виділяються декілька світлових каналів. Як діафрагму, що задає геометрію світових зон окремих каналів, використовують металізуюче плівкове покриття заданої форми. В цьому плані важливим є питання підбору металізуючого покриття та технології його нанесення з метою забезпечення непрозорості відповідних ділянок підкладок, високої адгезії плівки до підкладки і до шарів інтерференційного покриття, а також міцність оптичної системи в цілому. Тому нами були випробувані різні способи отримання металізуючих плівок на основі електроосадження Ag, вакуумного напиленя Ag, Au, Al.

Стійкість фільтрів до перепадів температур перевірялася їх термоциклюванням в інтервалі температур 370 77 К в режимі термоудару. Ця величина пов'язана з теплопровідністю, питомою теплоємністю і густиною CdSb і залежить також від коефіцієнта термічного розширення, модуля пружності підкладки CdSb. Стійкість до термоударів часто визначається емпірично [4]. Так, під час нагрівання і охолоджування поверхня підкладки CdSb швидше реагує на наведені зміни, ніж внутрішня частина, тому перпендикулярно поверхні виникає температурний градієнт. Поперечні градієнти викликаються навантаженням тонкоплівкових компонентів SiO і Ge, що покривають тільки частину підкладки. Досягнути однорідності і покращення морфології плівкових покриттів вдалося оптимізувавши очистку підкладок (хіміко-механічна, іонна очистка) та температурні режими їх обробки. Нестійкість конструкції при термоциклюванні спостерігалась і у випадку коли металізуючу діафрагму наносили методом електролітичного осадження срібла. Повільним охолодженням забезпечували також зменшення та взаємну компенсацію напруг в багатошаровому покритті, що зумовлені відмінністю коефіцієнтів розширення шарів ZnS, SiO і підкладки CdSb, неоднорідною густиною окремих ділянок шарів, їх реакціями з залишковими газами.

У п'ятому розділі розглянуто механізм окисно-відновних реакцій, що відбуваються в системах Cd_1-хZn_xTe - H₂O і Cd_1-xMn_xTe - H₂O. З метою прогнозування фізико-хімічного стану поверхні залежно від pH водного середовища здійснено термодинамічні розрахунки і побудовано діаграми Пурбе, які графічно відображають залежності рівноважного електродного потенціалу напівпровідника () від pH. Окислювальні процеси, що відбуваються на міжфазних границях “телурид - водне середовище” (рис. 4, 5) можна розділити на три групи: селективне розчинення, стехіометричне розчинення, а також пасивація поверхні оксидними і гідроксидними сполуками.

Для MnTe іонізація Mn-компоненти з поверхні кристалів, термодинамічно можлива при потенціалах вище -1,18 В в області значень pH від -2,0 до 10,65. Селективне розчинення ZnTe стає можливим при потенціалах, які перевищують -0,76 В і реалізується в інтервалі значень pH від 2,0 до 9,13. Розглянутий механізм селективного розчинення телуридів часто виявляється при порушенні умов поліруючого травлення. Як наслідок, поверхня кристалів після травлення помітно збагачується елементарним телуром, який виявляється експериментально фізико-хімічними методами дослідження поверхні. Залежно від умов водного середовища телур, що виділяється на поверхні кристалів, може окислюватися - як з утворенням розчинних (, ), так і нерозчинних (TeO₂) продуктів. Домінантним чинником, що визначає механізм окислення “поверхневого” Те є величина pH водного середовища. Як видно з діаграм (рис. 4, 5), у кислих, нейтральних і слаболужних розчинах (pH 7,6) кінцевими продуктами окислення будуть іони . Для MnTe даний механізм окислення термодинамічно можливий при потенціалах від 0,511 В до 0,267 В. Для ZnTe подібний механізм реалізується на лінії потенціалів від 0,083 В до -0,146 В. Можна вважати, що в даному інтервалі значень pH спостерігатиметься ефект поліруючого травлення кристалів MnTe і ZnTe. Здійснені термодинамічні розрахунки, показали, що за цих умов можливе утворення TeO₂. Поле стійкості фази TeO₂ в шкалі рівноважних потенціалів дуже вузьке і тому травлення телуридів мангану і цинку в технологічних середовищах, для яких значення рН знаходиться в межах 2,0 7,6, може супроводжуватись утворенням на поверхні кристалів тонкої плівки TeO₂. Аналіз діаграм Пурбе (рис. 4, 5) показує, що якісне поліруюче травлення кристалів MnTe і ZnTe можливе як в сильнокислих (pH 0), так і в сильнолужних (pH 13,2 для MnTe і pH 11,2 для ZnTe) розчинах. При цьому, в сильнокислому середовищі продуктами розчинення є іони Me²⁺ і Te⁴⁺, а в сильнолужному - іони і . В лужному середовищі можливі окислювальні процеси, які приводять до утворення на поверхні MnTe важкорозчинного продукту - Mn₂O₃. Для ZnTe окислювальні процеси, що ведуть до утворення важкорозчинних сполук, менш характерні. Причиною тому є амфотерні властивості цинку і його сполук. Термодинамічні розрахунки показують, що в межах pH існує дуже вузька область (pH = 9,2 9,5) пасивації поверхні ZnTe важкорозчинними сполуками цинку (рис. 4). При переході до твердих розчинів Cd_1-xMn_xTe і Cd_1-хZn_xTe механізм окисно-відновних реакцій, що відбуваються на межі “напівпровідник - водне середовище”, природно ускладнюється, проте характер цих процесів залишається таким же, як і для бінарних сполук. Поява Cd-компоненти, як видно з діаграм (рис. 6, 7), розширює області пасивації поверхні даних напівпровідникових матеріалів в лужних розчинах за рахунок утворення Cd(OH)_{2 .}

На основі рентгенівських досліджень встановлено, що глибина порушеного шару після різання дорівнює 90±10 мкм, після шліфування абразивами М10 - 40±10 мкм, і М5 - 22±5 мкм, а після механічного полірування алмазними пастами 3/2 - 8±3 мкм і 1/0 - 3±2 мкм. Мінімальна глибина порушеного шару була одержана після хіміко-механічного полірування лужним розчином колоїдного кремнезему при оптимальних режимах поліровки. Після хімічного полірування зразків CdTe, Cd_xZn_1-xTe, Cd_xMn_1-xTe в травнику на основі K₂Cr₂O₇ і Br/CH₃OH, в оже-спектрах присутні (крім основних компонентів) оже-переходи Br, Сr, C, O. Співвідношення приведених інтенсивностей оже-сигналів Cd/Te на поверхні після хімічного полірування в розчині Br/CH₃OH складали: для CdTe - I_Cd/I_Te = 0,5 ч 0,7; для Cd_1-хZn_xTe - I_Cd/I_Te = 0,3 ч 0,35 і для Cd_1-xMn_xTe - I_Cd/I_Te = 0,4 ч 0,45; в розчині K₂Cr₂O₇ для CdTe - I_Cd/I_Te = 0,3 ч 0,38. Товщина оксидного шару після обробки в Br/CH₃OH знаходилась в межах 13 30 нм; в розчині на основі K₂Cr₂O₇ для CdTe - в межах 19,5 39 нм; а після хіміко-механічної поліровки - 6,5 7 нм. Таким чином, хімічне полірування в Br/CH₃OH розчині та травниках на основі K₂Cr₂O₇ кристалів CdTe, Cd_1-хZn_хTe і Cd_1-хMn_хTe носить виражений селективний характер з утворенням збагаченого телуром приповерхневого шару. Хіміко-механічне полірування в лужних розчинах колоїдного SiO₂ мінімізує порушення стехіометрії поверхні і дозволяє одержати якісну поверхню високої чистоти.

Основні результати та висновки

· Розраховано і побудовано діаграми Пурбе для систем CdSb - H₂O, MnTe - H₂O, ZnTe - H₂O, Cd_1-xMn_xTe - H₂O і Cd_1-хZn_xTe - H₂O в яких описані окисно-відновні процеси, що характерні для даних систем.

· Запропоновано ймовірний хімізм поліруючого травлення кристалів CdSb, CdTe, твердих розчинів на його основі в лужних композиціях на основі SiO₂ і бромметанольному травнику. В кислих середовищах, згідно термодинамічного аналізу, поліруюче травлення відбувається в системах окислювальний потенціал яких не нижчий 0,416 В. В сильно лужних середовищах функцію окислювача виконують речовини, стандартний електродний потенціал яких не перевищує -0,57 В. В ролі окисників, перевагу слід надавати Н₂О₂, продукти розкладу якого в лужному середовищі відновлюються при потенціалах більше -0,267 В.

· Показано, що хімічне полірування в розчинах Br/CH₃OH та травниках на основі K₂Cr₂O₇ кристалів CdTe, Cd_1-хZn_хTe, Cd_1-хMn_хTe носить виражений селективний характер з утворенням збагаченого телуром приповерхневого шару. Хіміко-механічне полірування в лужних розчинах колоїдного кремнезему мінімізує порушення стехіометрії поверхні і дозволяє одержати якісну поверхню високої чистоти.

· Комплексом фізико-хімічних досліджень (ДТА, МСА, вимірами мікротвердості) систем CdSb-As, CdSb-FeSb встановлено евтектичний характер взаємодії в цих системах. Координати нонваріантної точки для системи CdSb-As відповідають 8 мол.% As і Т_пл. = 711 К; для системи CdSb-FeSb - 1 мол. % FeSb і Т_пл. = 724 К. Структура евтектичних сплавів відноситься до пластинчатого типу.

· Термографічними дослідженнями кристалів CdSb виявлено ендотермічні ефекти в області температури плавлення сполуки і відповідають: 1) плавленню збагачених кадмієм міжзеренних границь та/або насиченої Sb фази CdSb (~ 723 К), даний ефект характерний тільки для синтезованих і вирощених в умовах при яких відбувалось порушення стехіометричного складу кристалів; 2) плавленню монокристалів CdSb по типу напівпровідник - напівпровідник (729 К); 3) переходу розплаву в металічний стан (~ 737 К).

· Виявлено аномальна залежність мікротвердості від складу твердого розчину Cd_1-xMn_xTe, яка характеризується максимумом при х₁ = 0,14 обумовленим спінодальним розпадом твердого розчину Cd_1-xMn_xTe, також при складі х₂ = 0,46, який викликаний перерозподілом електронної густини заряду між зв'язками Cd - Te і Mn - Te, що веде до зміни коефіцієнта зарядової асиметрії.

· Розроблені методи обробки поверхні монокристалів CdSb хіміко-механічним поліруванням в лужних розчинах колоїдного кремнезему забезпечують високу адгезію плівкових металевих (Ag, Al) та діелектричних покриттів (SiO, ZnS) до кристалів CdSb, що дозволяє одержувати на CdSb кріостійкі багатошарові тонкоплівкові інтерференційні оптичні фільтри. Стійкість багатошарових плівкових покриттів до зовнішніх чинників підтверджується термоциклюванням 370 77 К та відсутністю деградації плівок при зберіганні до 5 років.

Список цитованої літератури

1. Лазарев В.Б., Шевченко В.Я., Гринберг Я.Х., Соболев В.В. Полупроводниковые соединения группы А²B⁵. - М.: Наука, 1978. - 256 с.

2. Воздвиженский В.М. Прогноз двойных диаграмм состояния. - М.: Металлургия, 1975. - 275 с.

3. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. - М.: Металлургия, 1969. - 1488 с.

4. Технология тонких пленок / Справочник. Под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга. - М.: Советское радио, 1977. - 875 c.

Основні результати дисертації опубліковані в роботах

1. Белоцький Д.П., Гребенщиков В.О., Дремлюженко С.Г., Куликовська С.М. Взаємодія в системі CdSb - FeSb // УХЖ. - 1997. - T.63, №2. - C. 90-92.

2. Белоцький Д.П., Раренко І.М., Куликовская С.М., Дремлюженко С.Г., Горбунов В.В., Гребєнщиков В.О., Мартынюк Б.А. Взаємодія в системі антимонід кадмію - миш'як // УХЖ. - 1998. - Т.64, №8. - С.82-85.

3. Dremluzhenko S.G., Konopatseva L.I., Kulikovskaya S.M., Stetsko Yu.P., Strebezhev V.N., Rarenko A.I., Ostapov S.E Interference IR-filters on the CdSb monocrystal substrates //Proceeding of SPIE. - 1998. - N3890, - P.104-110.

4. Гребенщиков В.О, Дремлюженко С.Г. Поведінка CdSb в області температури топлення // Науковий вісник Чернівецького університету. Фізика. Електроніка. - 1999. - Вип.63. - С. 106 - 108.

5. Захарук З.І., Горбунов В.В., Дремлюженко С.Г., Стецько Ю.П., Раренко І.М. Розподіл Mn в кристалах твердих розчинів Cd_1-xMn_xTe // Науковий вісник Чернівецького університету. Фізика. Електроніка. - 1999. - Вип.66. - С. 88 - 90.

6. Стребежев В.М., Раренко І.М., Куликовська С.М., Дремлюженко С.Г. Вплив умов отримання на стабільність багатошарових інтерференційних покриттів на базі CdSb // Науковий вісник Чернівецького університету. Фізика. Електроніка. - 2000. - Вип.79. - C. 22 - 24.

7. Захарук З.І., Раренко І.М., Крилюк О.М., Дремлюженко С.Г., Стецько Ю.П. Стан поверхні телуриду кадмію після різних способів обробки // УХЖ. - 2000. - Т.66, 12. - С.97 - 99.

8. Дремлюженко С.Г. Диаграммы состояния на основе CdSb, получение и свойства сплавов: Справочник / Под редакцией проф. Раренко И.М. - Черновцы: Рута. - 2002. - 127 c.

9. Дремлюженко С.Г., Волощук А.Г., Грицюк Б.Н., Раренко И.М., Стребежев В.Н. Термодинамический анализ процессов химического травления монокристаллов CdSb // Неорганические материалы. - 2003. - Т.39, №12. - С.1435 - 1442.

10. Грицюк Б.М., Дремлюженко С.Г., Ковальчук М.Л. Температурна залежність поверхневої провідності антимоніду кадмію // Фізика і хімія твердого тіла. - 2003. - T. 4, № 4. - C. 669- 672.

11. Dremluzhenko S.G., Zakharuk Z.I., Rarenko I.M., Srtebegev V.M., Voloshchuk A.G., Yurijchuk I.M. State of Cd_1-xZn_xTe and Cd_1-xMn_xTe surface depending on treatment type // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. - 2004. - V. 7, N 1. - P. 52 - 55.

12. Dremlyuzhenko S.G., Zakharuk Z.I., Rubak E.V., Yuriychuk I.M., Gorbunov V.V. Microhardness of Cd_1-xMn_xTe solid solution. // Functional Materials. - 2006. - V.13, N1. - P.77 - 78.

13. Захарук З.И., Рыбак Е.В., Дремлюженко С.Г., Раренко И.М., Савчук А.Й. Особенности получения кристаллов Cd_1-xMn_xTe // Нові технології. Науковий вісник Кременчуцького університету економіки, інформаційних технологій і управління. - 2006. - №2(12). - С.22 - 25.

14. Dremlyuzhenko S. G., Zakharuk Z. I., Savchuk A. I., Fochuk P. M. Effect of treatment on the CdTe, Cd_1-xMn_x Te and Cd_1-x Zn_xTe surface stoichiometry // Phys. Stat. Sol. (b). - 2007. - V.244, N.5. - P.1650-1654.

15. Дремлюженко С.Г., Стребежев В.М., Фочук П.М., Обедзинський Ю.К. Дослідження стабільності тонкоплівкових оптичних покриттів на монокристалах CdSb. // Науковий вісник Чернівецького університету. Хімія. - 2007. - Вип. 364. - C. 34 - 37.

16. Дремлюженко С. Г., Волощук А. Г., Захарук З. И., Юрийчук И. Н. Термодинамический прогноз и потенциометрические исследования процессов растворения Cd_1-хMn_хTe и Cd_1-хZn_хTe в кислых и щелочных средах // Неорган. материалы. - 2008. - Т. 71, № 1. - С. 2241-2244.

17. Грицюк Б.Н., Дремлюженко С.Г., Ковальчук М.Л. Поверхностная проводимость и влияние условий выращивания на свойства монокристаллов СdSb // 1-а Українська наукова конференція з фізики напівпровідників. УНКФН-1. Одеса, - 2002 р. - T.2, - С.263.

18. Dremluzhenko S.G., Zakharuk Z.I., Rarenko I.M., Srtebegev V.M., Voloshchuk A.G., Yurijchuk I.M. State of Cd_1-xZn_xTe and Cd_1-xMn_xTe surface depending on treatment type // E-MRS Fall Meeting 2002, - 2002, abstract 13.

19. Стребежев В.Н., Дремлюженко С.Г., Куликовская С.М., Раренко И.М Инфракрасный двухканальный охлаждаемый фильтр-растр на основе CdSb // 2 наукова конференція “Приладобудування: стан і перспективи” Київ, - 2003. - С. 61 - 62.

20. Дремлюженко С.Г., Ковальчук М.Л., Куликовская С.М., Раренко И.М., Стребежев В.Н. Нанесение металлических пленок на монокристаллы СdSb с целью создания элементов оптоэлектроники // Фізика і технологія тонких плівок, Матеріали IX міжнародної конференції, Івано-Франківськ. - 2003. - Т.2. - C. 112 - 113.

21. Strebegev V.N., Dremluzhenko S.G., Yurijchuk I.M., Rarenko I.M., Strebegev V.V. Thin films optical ir-filters on the base of In₃Se₄, CdSb single crystals // Fourth International Young Scientists Conference Problems of Optics & High Technology Material Science SPO, Kyiv, - 2003. - P.154.

22. Дремлюженко С.Г., Волощук А.Г., Грицюк Б.Н., Раренко И.М., Стребежев В.Н. Исследование влияния процессов травления на качество поверхности CdSb // ІІ Українська наукова конференція з фізики напівпровідників, Чернівці-Вижниця, - 2004. - Т.2. - С. 144.

23. Волощук А.Г., Дремлюженко С.Г., Грицюк Б.М. Термодинамічний аналіз процесів травлення монокристалів CdSb і Cd_1-xZn_xSb // Матеріали Х міжнародної конференції МКФТТП-Х, Івано-Франківськ. - 2005. - Т.1. - С. 174-175.

A. G. Voloshchuk, S.G. Dremluzhenko, Z. I. Zakharuk, A. I. Savchuk, I. M. Yurijchuk Thermodynamics of Dissolution on Cd_1-xMn_xTe and Cd_1-xZn_xTe Surface in Polishing Compositions // 12^th International conference on II-VI compounds, Warsaw, Poland, - 2005. - Р.181.

24. Захарук З.И., Рыбак Е.В., Дремлюженко С.Г., Раренко И.М., Савчук А.Й. Особенности получения кристаллов Cd_1-xMn_xTe // Матеріали електронної техніки та сучасні інформаційні технології (МЕТІТ-2), Кременчук, - 2006. - C.87.

25. Sergiy Dremlyuzhenko, Zinaida Zakharuk The Effect of Treatment on CdTe, Cd_1-xMn_xTe, Cd_1-хZn_xTe Surface Stoichiometry // E-MRS Fall Meeting 2006, Symposium F. - Р.158.

26. Дремлюженко С.Г., Фочук П.М., Захарук З.І. Особливості процесу травлення кристалів Cd_1-xMn_xTe // III Українська наукова конференція з фізики напівпровідників (УНКФН-3) Україна, Одеса, - 2007 р. , - C. 394.

27. Дремлюженко С.Г., Захарук З.І., Фочук П.М. Склад поверхні CdTe після обробки у різних поліруючих травниках // ІІI міжнародна науково-практична конференція “Матеріали електронної техніки та сучасні ін формаційні технології” (МЕТІТ - 3), Кременчук, - 2008. - C.90-91.

28. Deibuk V.G., Dremlyuzhenko S.G., Fochuk P.M., Zakharuk Z.I., Yurijchuk I.M. Stability of Cd_1-xMn_xTe solid solutions and electronic structure dynamics // 16th Internetional Conference on Ternary and Multinary Compounds (ICTMC16), Book of abstract, Berlin, - 2008. - ID 140.

АНОТАЦІЯ

Дремлюженко С.Г. Фізико-хімічні аспекти одержання сплавів та обробки поверхні напівпровідників CdSb, CdTe і твердих розчинів на їх основі. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.21 - хімія твердого тіла. - Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, 2009.

Дисертацію присвячено фізико-хімічному дослідженню властивостей CdSb, CdTe, їх твердих розчинів; особливостям процесів травлення та отримання високоякісної полірованої поверхні; дослідженню стабільних металічних та оптичних плівкових покриттів на поверхні CdSb.

На основі експериментальних даних термографічного дослідження полікристалів і монокристалів CdSb запропоновано пояснення появи ендотермічних ефектів в області температури плавлення сполуки. Ефект при Т ~ 723 К характерний тільки для термограм знятих на зразках синтезованих і вирощених в умовах де відбулось порушення стехіометричного складу кристалів і не є фіксованим. Ефект при Т = 729 К відповідає плавленню CdSb по типу напівпровідник - напівпровідник. Ендотермічний ефект при температурі Т ~ 737 К відповідає переходу розплаву в металічний.

Комплексом фізико-хімічних досліджень систем CdSb-As, CdSb-FeSb встановлено, що характер взаємодії в цих системах евтектичного типу. Експериментально вперше отримана аномальна залежність мікротвердості від складу кристалів твердого розчину Cd_1-xMn_xTe, на якій спостерігається два характерні максимуми при х₁ = 0,14 та х₂ = 0,46.

Виконані термодинамічні розрахунки і побудовані діаграми Пурбе систем CdSb - H₂O, MnTe - H₂O, ZnTe - H₂O, Cd_1-xMn_xTe - H₂O і Cd_1-хZn_xTe - H₂O. На підставі аналізу діаграм Пурбе і потенціометричних досліджень запропоновано механізм поліруючого травлення кристалів CdSb, CdTe та твердих розчинів на його основі в лужних композиціях SiO₂ і Br/CH₃OH травнику.

Після хімічної поліровки зразків CdTe, Cd_xZn_1-xTe, Cd_xMn_1-xTe в Br/CH₃OH товщина окисного шару становить 13 30 нм; в розчині на основі K₂Cr₂O₇ - 19,5 39 нм, після хіміко-механічної поліровки - 6,57 нм. Хімічне полірування в розчинах Br/CH₃OH та травниках на основі K₂Cr₂O₇ носить виражений селективний характер з утворенням збагаченого телуром приповерхневого шару. кристал травильний плівка фільтр

Розроблена технологія нанесення металізуючих покриттів на підкладки CdSb з попередньою хіміко-механічною поліровкою поверхні лужними розчинами на основі колоїдного SiO₂. Така обробка забезпечує стабільність оптикного покриття при термоциклюванні в межах 370 77 К при кількості термоциклів 1000. Це дозволило застосувати розроблені двоканальні фільтри для в охолоджуваних фотоприймальних пристроїв ІЧ-техніки, де потрібно забезпечити високу швидкодію при виході на робочий режим.

Ключові слова: травлення, поверхня, хіміко-механічна поліровка, хімічна взаємодія, травильні композиції, діаграма Пурбе, твердий розчин, CdSb, CdTe, Cd_1-xMn_xTe, Cd_1-x Zn_xTe.

Дремлюженко С.Г. Физико-химические аспекты получения сплавов и обработки поверхности полупроводников CdSb, CdTe и твердых растворов на их основе. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химиических наук по специальности 02.00.21 - химия твердого тела. - Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича, Черновцы, 2009.

Диссертация посвящена физико-химическому исследованию свойств полупроводников CdSb, CdTe и твердых растворов на их основе; особенностям процессов травления в разных составах полирующих травителей и получения высококачественной полируемой поверхности указанных материалов; получению стабильных металлических и оптических пленочных покрытий на поверхности CdSb.

На основе экспериментальных данных термографического исследования поликристаллов и монокристаллов CdSb предложено объяснение появления эндотермических эффектов в области температуры плавления соединения. Эффект при Т ~ 723 К отвечает плавлению обогащенных Cd межзеренных границ и/либо насыщенной Sb фазы CdSb характерный только для термограмм снятых на образцах CdSb синтезированных и выращенных в условиях, где состоялось нарушение стехиометрического состава кристаллов и не является фиксированным, поскольку процесс при этой температуре только начинается и завершается полным плавлением CdSb при Т = 729 К. Термический эффект, что наблюдается при Т = 729 К, отвечает плавлению CdSb по типу полупроводник - полупроводник. Эндотермический эффект при температуре Т ~ 737 К отвечает переходу расплава в металлическое состояние, что сопровождается разрывом связей в CdSb.

Комплексом физико-химических исследований (дифференциально-термического анализа, микроструктурного анализа, измерениями микротвердости) систем CdSb-As, CdSb-FeSb установлено, что характер взаимодействия в этих системах эвтектического типа. Экспериментально впервые полученная аномальная зависимость микротвердости от состава кристаллов твердого раствора Cd_1-xMn_xTe, на которой наблюдается два характерных максимума при х₁ = 0,14 та х₂ = 0,46. Первый максимум отвечает спинодальному распаду твердого раствора, второй - перераспределением электронной плотности заряда между связями Cd - Te и Mn - Te.

Выполненные термодинамические расчеты и построенные диаграммы Пурбе систем CdSb-H₂O, MnTe-H₂O, ZnTe-H₂O, Cd_1-xMn_xTe-H₂O и Cd_1-хZn_xTe-H₂O. На основании анализа диаграмм Пурбе и результатов потенциометрических исследований показана возможность полирующего травления в кислой и щелочной средах для исследуемых материалов. Предложен механизм полирующего травления кристаллов CdSb, CdTe и твердых растворов на его основе в щелочных композициях SiO₂ и Br/CH₃OH травителе.

Установлено, что глубина нарушенного слоя и степень загрязненности поверхности подложек монокристаллов CdSb, CdTe и твердых растворов на их основе зависит от способа обработки. После химической полировки образцов CdTe, Cd_1-хZn_xTe, Cd_1-xMn_xTe в травителе на основе K₂Cr₂O₇ и Br/CH₃OH растворе на поверхности, в оже-спектрах обнаружены, кроме основных компонентов оже-переходы Br, Сr, C, О. Толщина окислительного слоя находится в пределах 13 30 нм; в растворе на основе K₂Cr₂O₇ - 19,5 39 нм, после химико-механической полировки - 6,5 7 нм. Химическое полирование в растворах Br/CH₃OH и травителях на основе K₂Cr₂O₇ носит выраженный селективный характер с образованием обогащенного теллуром приповерхностного слоя. В результате химико-механическая полировки щелочным раствором коллоидного SiO₂ удалось получить слой минимальной толщины и минимально загрязненную поверхность.

Разработанная технология нанесения металлизирующих покрытий на подложки CdSb с предыдущей химико-механической полировкой поверхности щелочными растворами на основе коллоидного SiO₂. Такая обработка обеспечивает стабильность оптического покрытия при термоциклировании в пределах 370 77 К при количестве термоциклов 1000. Это позволило применить разработанные двоканальные фильтры для охлаждаемых фотоприемных устройств ИЧ-техники, где нужно обеспечить высокое быстродействие при выходе на рабочий режим.