Анотація до роботи:

Гуменюк О.Р. “Хіміко-динамічне полірування поверхні CdTe, Сd_xHg_1-xTe і Zn_xCd_1-xTe в іодвмісних та іодвиділяючих травильних композиціях”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика і хімія поверхні. – Прикарпатський університет імені Василя Стефаника. Івано-Франківськ, 2003.

Робота присвячена дослідженню хімічної взаємодії монокристалів CdTe і твердих розчинів Zn_xCd_1-xTe та Cd_xHg_1-xTe з іодвмісними (I₂-CH₃OH, I₂-диметилформамід) та іодвиділяючими розчинами систем H₂O₂-HI-органічна кислота і розробці методик та режимів модифікації поверхні вказаних напівпровідникових матеріалів. З використанням математичного планування експерименту побудовано діаграми Гіббса для розчинення вказаних напівпровідників в досліджуваних системах розчинів при використанні оксалатної, 40%-ної і 80%-ної лактатної, тартратної та цитратної кислот.

Досліджено кінетичні закономірності процесу розчинення напівпровідникових матеріалів типу A^IIB^VI в іодвмісних розчинах двох бінарних систем I₂-CH₃OH, I₂-ДМФА та в іодвиділяючих розчинах бінарної системи H₂O₂-HI і п’яти потрійних систем H₂O₂-HI-органічна кислота та встановлено концентраційні межі існування областей поліруючих і неполіруючих розчинів в кожній з досліджуваних систем.

Встановлено, що поступова заміна оксалатної на 40 %-ну лактатну, 80 %-ну лактатну, тартратну або цитратну кислоту в травильних розчинах потрійних систем H₂O₂-HI-органічна кислота призводить до значного підвищення їх поліруючої здатності, покращення якості отримуваної поверхні вказаних матеріалів при незначній зміні діапазону швидкості травлення (від 1 до 25 мкм/хв).

Методом електронно-зондового мікроаналізу поверхні досліджуваних напівпровідників після травлення в іодвмісних та іодвиділяючих розчинах показано, що в результаті такого модифікування поверхні зберігається стехіометрія поверхневих шарів, а шорсткість не перевищує 0,05 мкм. На основі отриманих експериментальних результатів оптимізовано склади травильних композицій і розроблено режими та способи модифікації і підготовки полірованих поверхонь CdTe, CdTe(Ge), Zn_xCd_1-xTe і Сd_xHg_1-xTe.

1. Досліджено характер та кінетика фізико-хімічної взаємодії поверхні нелегованого та легованого германієм кадмій телуриду та твердих розчинів Cd_xHg_1-xTe і Zn_xCd_1-xTe з іодвмісними (I₂–CH₃OH, I₂–ДМФА) та іодвиділяючими розчинами на основі бінарної системи H₂O₂–HI, побудовано поверхні однакових швидкостей травлення (діаграми Гіббса) та розмежовано області складів розчинів за характером їх дії на поверхню монокристалічних зразків та плівок досліджуваних напівпровідникових матеріалів.

2. Для хімічної модифікації поверхні монокристалічних зразків напівпровідникових сполук типу А^ІІВ^VI вперше запропоновано використовувати іодвиділяючі травильні суміші на основі гідроген пероксиду. Показано, що застосування H₂O₂ як окисника в складі іодвиділяючих розчинів сприяє формуванню травильних композицій з невеликими швидкостями хімічного полірування.

3. Встановлено вплив органічних кислот в складі іодвиділяючих травильних композицій на основі системи H₂O₂–HI на процес хімічного травлення поверхні CdTe, CdTe(Ge), Cd_xHg_1-xTe і Zn_xCd_1-xTe та поліруючі властивості сформованих розчинів. Визначено, що при поступовій заміні органічних кислот в ряду “оксалатна лактатна тартратна цитратна” покращуються поліруючі властивості іодвиділяючих травильних сумішей.

4. Показано, що при легуванні CdTe германієм швидкість травлення його поверхні іодвиділяючими розчинами зростає в порівнянні із швидкістю травлення нелегованого кадмій телуриду, а при використанні розчинів системи H₂O₂–HI–цитратна кислота збільшуються також концентраційні межі сумішей, що формують високоякісну поліровану поверхню.

5. Вперше встановлено вплив швидкості обертання диску на величину уявної енергії активації (Е_а) процесу хімічного розчинення поверхні монокристалів напівпровідникових сполук типу А^ІІВ^VI і показано, що у випадку іодвиділяючих розчинів (H₂O₂–HI–тартратна кислота) із збільшенням швидкості обертання диску Е_а зростає, а при травленні в іодвмісних розчинах (I₂–ДМФА) – зменшується.

6. Показано, що в кінетиці хімічного травлення напівпровідникових сполук типу А^ІІВ^VI існує взаємозв’язок між уявною енергією активації та передекспоненційним множником, тобто компенсаційна залежність. Встановлено, що на компенсаційну залежність впливає характер розчинів, які використовуються для хімічного травлення, а впливу природи напівпровідникового матеріалу не виявлено.

7. На основі експериментальних досліджень, результатів металографічного та профілографічного аналізів, електронно-зондового мікроаналізу і вимірювання низькотемпературної фотолюмінесценції розроблено серію іодвмісних та іодвиділяючих композицій для різних технологічних обробок поверхні CdTe, CdTe(Ge), Cd_0,22Hg_0,78Te, Zn_0,04Cd_0,96Te i Zn_0,2Cd_0,8Te, оптимізовано склади травників і режими проведення операцій хімічної модифікації поверхні вказаних матеріалів.

Публікації автора:

1. Томашик З.Ф., Гуменюк О.Р., Томашик В.Н. Химическое травление теллурида кадмия и твердых растворов на его основе в йодметанольных травильных композициях // Конденсир. среды и межфаз. границы. - 2002. - Т. 4, № 2. - С. 159-161.

2. Гуменюк О.Р., Томашик З.Ф., Томашик В.Н. Химическое травление CdTe и твердых растворов на его основе в растворах системы H₂O₂-HJ // Оптоэлектроника полупроводн. техника. - 2002. № 37. - С. 147-149.

3. Гуменюк О.Р., Томашик З.Ф., Томашик В.Н., Фейчук П.И. Компенсационный эффект в кинетике химического взаимодействия CdTe c растворами системы H₂O₂-HJ-молочная кислота // Конденсир. среды и межфаз. границы. - 2002. - Т. 4, № 3. - С. 242-246.

4. Tomashik Z.F., Gumenyuk O.R., Tomashik V.N. Chemical etching of CdTe and Cd_хHg_1-хTe in the H₂O₂-HJ-tartaric acid solutions // Proceeding of SPIE. - 2003. - Vol. 5065. - P. 241-245.

5. Gumenyuk O.R., Tomashik Z.F., Tomashik V.N. Chemical etching of CdTe and Cd_1-xZn_xTe solid solutions in the H₂O₂-HJ-tartaric acid solutions // Фіз. і хім. тв. тіла. - 2003. - Т. 4, № 1. - С. 127-132.

6. Томашик В.Н, Томашик З.Ф., Гуменюк О.Р., Взаємодія телуриду кадмію та твердих розчинів на його основі з йодними травильними композиціями // VIII Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок. - Івано-Франківськ (Україна). - 2001. - С. 161-162.

7. Tomashik Z.F., Bilevych Ye.O., Tomashik V.M., Kusiak N.V., Gumenyuk O.R. Using the Gibbs Diagrams in the Chemical Etching of Semiconductors // 6^th Intern. School-Conf. "Phase Diagrams in Materials Science". - Kiev (Ukraine). - 2001. - Р. 86.

8. Білевич Є.О., Кусяк Н.В., Гуменюк О.Р. Хімічна обробка напівпровідникових сполук типу A^IIB^VI та A^IIIB^V в бром- та йодвиділяючих розчинах // Конф. молодих вчених та аспірантів IEФ-2001. - Ужгород (Україна). - 2001. - С. 71.

9. Tomashik Z.F., Gumenyuk O.R., Tomashik V.M. Dissolution of CdTe and Cd_хHg_1-хTe in the H₂O₂-HJ-tartaric acid solutions // Sixth International Conference “Material Science and Material Properties for Infrared Oproelectronics”. - Kyiv (Ukraine). - 2002. - Р. 85.

10. Томашик З.Ф., Гуменюк О.Р., Томашик В.Н., Сизов Ф.Ф. Химическое травление твердых растворов Hg_хCd_1-хTe в иодвыделяющих травильных композициях на основе системы H₂O₂-HJ // XVII Междун. науч.-техн. конф. по фотоэлектронике и приборам ночного видения. - Москва (Россия). - 2002. - C. 151-152.

11. Томашик З.Ф., Гуменюк О.Р., Томашик В.Н. Химическое травление нелегированного и легированного германием теллурида кадмия иодвыделяющими растворами на основе системы H₂O₂-HJ // I Всероссийская конф. “Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах” “ФАГРАН-2002”. - Воронеж (Россия). - 2002. - C. 253.

12. Tomashik V.M., Tomashik Z.F., Bilevych Ye.O., Gumenyuk O.R., Kusiak N.V. Chemical Treatment of Semiconductor Surfaces at the Beginning of the Third Millenium // Intern. Conf. "Science for Materials in the Frontier of Centuries: Advantages and Challenges" - Kyiv (Ukraine). - 2002. - Р. 91-92.

13. Гуменюк О.Р., Томашик З.Ф., Томашик В.М., Стратійчук І.Б. Вплив легування на хімічне травлення телуриду кадмію в бром- та йодвиділяючих розчинах // Фізика і технологія тонких плівок. Матеріали IХ Міжн. конф., Ів.-Франківськ (Україна) - 2003. - Том. 1.- С. 160-161.

14. Томашик В.М., Гуменюк О.Р., Томашик З.Ф. Хімічне полірування поверхні млнокристалів CdTe, Zn_xCd_1-xTe і Cd_xHg_1-xTe в I₂–вмісних та I₂–виділяючих травильних розчинах // Збірник наук. праць: Дев’ята наук. конф. “Львівські хімічні читання - 2003”. Львів (Україна) : Видавн. центр Львів. нац. ун-ту ім. Івана Франка. - 2003. - С. П9.

15. Гуменюк О.Р. Формування полірованої поверхні монокристалів CdTe, CdTe та твердих розчинів Zn_xCd_1-xTe і Cd_xHg_1-xTe в йодних травильних композиціях при виготовленні приладів електронної техніки. “Лашкарьовські читання для молодих вчених, присвячені 100-річчю з дня народження В.Є.Лашкарьова”. Київ (Україна). - 2003. - С. 37-38.

16. Гуменюк О.Р. Компенсаційний ефект в кінетиці хімічного травлення напівпровідникових сполук типу А^ІІВ^VІ // “Всеукр. конф. молодих вчених з актуальних питань хімії”. Тези доповідей. Київ (Україна). - 2003. - С. 40.