Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 109 стр.

ции (111)А и (111)В с концентрацией носителей (0.05, 0.2, 0.5, 2, 6, 20, 40)⋅1017 см–3. Фото-
графии реплик с поверхности декорированного полупроводника выполнялись на растровом
электронном микроскопе РЭМ-200. Полученные данные описываются уравнением:
     NM = A lg [1 + (n/B)] = (Nbd)2/3lg [1 + (Nd /N2/3)] = (4…6)⋅1011 lg [1 + n/(1.3⋅1015)],   (3.18)
                                                                                    –2
где NM – число микроучастков электроосажденного металла на катоде, см ; n – концентрация
электронов в арсениде галлия n-типа, см–3 (n ≈ Nd); N2/3 – общее число атомов галлия и мышь-
яка на 1 см2 поверхности арсенида галлия, N = 4.42⋅1022 см–3; (Nbd)2/3 – число атомов донорной
примеси на 1 см2 поверхности арсенида галлия n-типа в начале его вырождения, Nbd ≈ nbd =
3.3·1017см–3 (см. п. 6, уравнение (13)).
      В уравнении (3.18) первое равенство – эмпирическое с постоянными А и В, второе – теоре-
тическое, третье предназначено для расчётов. В последнем равенстве множители 4 и 6 отражают
влияние ориентации полупроводника на число микроучастков: они мельче и их несколько больше
на поверхности (111)В и для неё справедлив множитель 6, а для (111)А – 4. В работе [29] сообща-
ются аналогичные результаты по числу микроостровков, полученных при осаждении никеля на n-
GaAs c концентрацией носителей 3⋅1015 и 3⋅1017 см–3 ориентации (111)А, (111)В, (110).
      На основании приведённых данных нами сделано заключение, что первоначальными
электрически активными центрами кристаллизации металла, электроосаждаемого на полу-
проводник n-типа, являются поверхностные и приповерхностные атомы донорной примеси.
Эти атомы, во-первых, вызывают возмущения в кристаллической решетке, во-вторых, как
атомы более электроположительных элементов они в меньшей степени покрыты хемосорби-
рованным кислородом, чем остальные атомы, и поэтому обладают повышенной электропро-
водностью. Электроосаждение металлов лишь на наиболее электроактивных участках катода
объясняет меньшие плотности тока осаждения качественных осадков и их слабую адгезию
на поверхности малолегированных полупроводников n-типа с повышенной шириной запре-
щенной зоны (арсенид галлия, фосфиды индия и галлия и т. п.).

     3.5.4. Выбор электролитов и условий электроосаждения металлов

     На качество осадков электроосаждаемого металла (сплава) и на вольтамперные харак-
теристики (ВАХ) выпрямляющих контактов электроосажденный металл (сплав) – полупро-
водник, особенно на их обратные токи, существенное влияние оказывают тип проводимости
и концентрация носителей (степень легирования полупроводника донорной примесью), тол-
щина и состав поверхностной пленки продуктов окисления, состав электролита, его чистота,
условия электролиза, последующая термообработка.
     Особенно мешают электроосаждению металлов и сплавов на полупроводник и ухудшают
ВАХ контактов оксидные поверхностные пленки толщиной более 10...100 нм.
      Выбор электролитов при электроосаждении металлов и сплавов на полупроводники
зависит как от условий, необходимых для получения качественных покрытий, так и от воз-
можности хотя бы частичного растворения в нем, без или при катодном потенциале осажде-
ния металла, оксидных слоев на поверхности полупроводника, возникающих при его травле-
нии и промывании. Поэтому предпочтение отдается электролитам, содержащим фторид-
ионы (для германия и кремния) или комплексные ионы осаждаемого металла. Комплексооб-
разование, увеличивая катодное перенапряжение выделения металла или сплава, способству-
ет восстановлению оксидов на поверхности полупроводника.
      Для получения оптимальных результатов необходима высокая чистота исходных реак-
тивов, растворителей и некорродирующий анод (лучший анод – спектрально чистый, уголь-
ный). Поэтому при электроосаждении металлов на полупроводники обычно избегают боль-
шого числа компонентов электролита, а также употребления выравнивающих и блескообра-
зующих добавок, которые могут сорбироваться на катоде и внедряться в осадок. Особенно
вредна в электролите примесь ионов меди. При повышенной температуре она весьма актив-
на, подвижна в осадке металла и нарушает выпрямляющие контакты.

                                                   109