Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 31 стр.

     Таким образом, для указанных предположений общая емкость контакта n-Ge с 0,01
моль/л раствором хлорида калия почти равна емкости слоя ОПЗ. Отсюда, изучая зависимость
емкости контакта полупроводник – электролит от величины электродного потенциала при
определенных допущениях, экстраполяцией можно определить падение потенциала в ОПЗ
при отсутствии внешней поляризации. Экспериментальные данные удобнее анализировать в
виде зависимости С–2 – ϕ, которая для легированного полупроводника n-типа линейна в ши-
рокой области потенциалов, согласно следующему соотношению [5]:
     (С1)–2 = [2 / (εoε1en)] [(RT/F) + ϕ1] = a + bϕ1.                         (1.20)
     Оно выражает взаимосвязь емкости С1 с объемными свойствами полупроводника.
     Наиболее полная и достоверная информация об ОПЗ полупроводника может быть по-
лучена лишь при одновременном измерении нескольких характеристик полупроводникового
электрода: дифференциальной емкости, поверхностной проводимости, фотопотенциала, ско-
рости поверхностной рекомбинации и т.п. Это особенно важно, если учесть, что методы их
измерений имеют ряд ограничений. Так, на измерения поверхностной проводимости очень
влияют токи утечки через границу раздела полупроводник – электролит; на измерения диф-
ференциальной емкости – наличие быстрых поверхностных электронных состояний, поверх-
ностных пленок соединений, имеющих широкую запрещенную зону.
     Первый заметный вклад в изучение границы раздела полупроводник – электролит (в
основном для Ge и Si) у нас внесли Ю.В. Плесков, Е.А. Ефимов, И.Г. Ерусалимчик, за рубе-
жом – Х. Геришер, П. Бодди и другие [5–11]. Экспериментальные данные, полученные раз-
личными исследователями, показывают, что изменения электродного потенциала полупро-
водника и других характеристик полупроводникового электрода лишь тогда соответствуют
изменениям в ОПЗ полупроводника, когда при измерениях создаются условия, предотвра-
щающие химическое взаимодействие полупроводника с электролитом: быстрая поляризация
электрода, использование неводных растворов и т.п. Детальные сведения о строении грани-
цы раздела полупроводник – электролит можно найти в работах [5–11].


     1.2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КИНЕТИКИ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
     1.2.1. Предмет и значение кинетики электродных процессов
      Предмет кинетики электродных процессов – процессы, происходящие на границе
электрод (электронопроводящая среда) – электролит (ионопроводящая среда) или вблизи ее
при протекании электрического тока. Анодное травление, пассивация и резка полупроводни-
ков, катодное выделение металлов на полупроводники используются в технологии изготов-
ления полупроводниковых приборов и схем. Надежность и стабильность работы полупро-
водниковых устройств часто зависят от ионных электрохимических процессов, происходя-
щих на контакте полупроводника с металлической или диэлектрической (оксидной) пленка-
ми, газовой атмосферой, особенно с влажным воздухом. Чтобы правильно понимать эти
процессы и управлять ими, надо знать факторы, определяющие скорость протекания контро-
лирующей стадии, механизм электрохимического взаимодействия и т.п. Хотя электрохимия
полупроводников имеет ряд особенностей, многие теоретические положения электрохими-
ческой кинетики, развитые для металлов, применимы к полупроводникам. Поэтому они так-
же рассматриваются в данном разделе.

     1.2.2. Химический и электрохимический механизмы реакций [1, 12]

     С точки зрения атомно-молекулярного строения вещества принято считать, что хими-
ческие превращения, или реакции, сопровождаются обменом электронами между реагирую-
щими частицами: атомами, молекулами, ионами и т.п. При контакте электрода с электроли-
том без или при поляризации электрическим током можно выделить два полярных механиз-
ма взаимодействия: химический и электрохимический.

                                               31