1.4. Описание технологического и измерительного оборудования
Структурные и морфологические особенности кремниевой низкоразмерной среды исследуются с помощью оптического интерференционного микроскопа и растрового электронного микроскопа. Внешний вид микроскопов.
Максимальное увеличение данного микроскопа составляет 500 крат. Поэтому он используется для предварительных исследований структуры
низкоразмерной среды.
Описание микроскопа.
1.5. Задание на выполнение лабораторной работы
В работе необходимо выполнить следующее:
1.5.1. Изучить физическую сущность получения пористого кремния.
1.5.2. Ознакомиться с работой измерительного оборудования по описаниям к соответствующим приборам.
1.5.3. Получить у преподавателя кремниевый образец c низкоразмерной полупроводниковой средой .
1.5.7. Исследовать с помощью оптического микроскопа и растрового электронного микроскопа пористую низкоразмерную среду, определяя ее структурные характеристики: толщину пористого слоя, диаметр пор, расстояния между порами, форму пор;
1.5.8. Провести анализ структурных характеристик низкоразмерной среды на их зависимость от технологических режимов;
Оформить отчет по лабораторной работе.
1.6. Порядок выполнения лабораторной работы
1.6.1. Изучение физической сущности получения пористого кремния
Для выполнения работы требуется изучить следующие теоретические вопросы:
физические принципы, заложенные в технологию получения низкоразмерной кремниевой среды (пористого кремния); структурные модификации пористого кремния; используемые электролиты; электрохимические ячейки, применяемые в технологии получения пористого кремния; области использования низкоразмерного кремния. При изучении физических принципов получения пористого кремния надо обратить внимание на условия получения каналов в кремнии n-типа проводимости , p-типа электропроводности, на форму ВАХ и местонахождение рабочей точки на ВАХ. Структурные модификации пористого кремния. Электрохимические реакции в системе «кремний – электролит». Описание электрохимических ячеек для получения низкоразмерного кремния. Составы, назначение и свойства электролитов.
1.6.2. Подготовка образцов кремния
В работе используются пластины кремния (рис. 1.17) n-типа, полированные с одной стороны, с удельным сопротивлением 10 Ом⋅см, вырезанные перпендикулярно кристаллографическому направлению. Диаметр и толщина пластины соответственно равны 100 мм и 500 мкм.
Рис. 1.17. Пластина кремния
Кремниевые пластины разрезают полосами, параллельными базовому срезу. Ширина полос составляет 15 мм. Для этого исходную пластину скрайбируют с неполированной стороны, т. е. на нее наносят царапины параллельно базовому срезу, по которым осуществляют ломку пластин. Затем полосы аналогичным образом разрезают на образцы длиной 25 мм.
Образцы промывают в проточной воде для удаления кремниевой крошки после скрайбирования и ломки исходных пластин. Ополаскивают в дистиллированной воде и помещают в химический раствор для снятия окисла на 1–3 минуты. Состав раствора: аммиак (NH4OH): перекись водорода (H2O2): дистиллированная вода (H2O) = 1 : 1 : 7. Раствор подогревается до 50–60 °С. После химической обработки кремниевые образцы промывают в дистиллированной воде и высушивают на воздухе. Подготовленные образцы помещают в плотно закрывающуюся чистую и сухую тару.