Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 4 стр.

                                        В В Е Д ЕН И Е
     Предмет электрохимии полупроводников – физико-химические процессы, происходящие
на контакте полупроводника с электролитом без электрического тока или при его протекании.
      Значение электрохимии полупроводников определяется, с одной стороны, широким
использованием электрохимических методов в технологии обработки полупроводниковых
материалов и изготовлении полупроводниковых устройств. Процессы электрохимического
травления и анодирования, электроосаждения металлов на полупроводники с целью созда-
ния омических и выпрямляющих контактов снова приобретают важное практическое значе-
ние при изготовлении активных структур на полупроводниковых соединениях, разлагаю-
щихся при высокотемпературной диффузии легирующих примесей. С другой стороны, со-
вместный анализ физических явлений (электропроводность, внутренняя структура полупро-
водника, структура поверхности, фазовой границы раздела) и химических процессов на гра-
нице раздела полупроводник – электролит позволяет глубже понять природу полупроводни-
ковых материалов и влияние их строения, состояния поверхности на характер взаимодейст-
вия с окружающей средой и на прохождение электрического тока через контакт полупровод-
ник – среда. В связи с микроминиатюризацией полупроводниковых устройств, созданием
структур металл – диэлектрик – полупроводник, использованием фотолитографии, процессов
травления и других расширяется влияние процессов, имеющих электрохимическую природу,
на электрофизические свойства контактов полупроводник – металл, на надежность и ста-
бильность полупроводниковых устройств.
      Особенности электрохимии полупроводников. В нашей стране начало электрохимии
полупроводников положили экспериментальные исследования Е.А. Ефимова, И.Г. Ерусалимчи-
ка [1, 2] и Ю.В. Плескова [3, 4], выполненные в 1958 году. Работа В. Браттейна и К. Гаррета
[5], публикации Д. Тарнера [6], Х. Геришера [7, 8] и других авторов [9–13] заложили теоре-
тические основы электрохимии полупроводников. Для изложения этих основ используют
следующие положения физики полупроводников: наличие запрещенной энергетической зоны
в полупроводниках между зоной проводимости и валентной зоной; два вида носителей тока:
свободные (е−) и валентные электроны (е+ – пазоны, их неудачное название – дырки*), меха-
низм переноса тока которыми различен; низкая, легко изменяемая концентрация носителей
тока и определяющая роль пазонов в анодных реакциях полупроводников n-типа и электро-
нов в катодных реакциях полупроводников р-типа; существенное влияние процессов гене-
рации и рекомбинации носителей тока на электрофизические и электрохимические процессы
с участием полупроводников и т. д. Действительно низкая (в миллионы раз) по сравнению с
металлами концентрация активных частиц, обеспечивающих проводимость в полупроводни-
ках, определяет ряд особенностей их электрохимического поведения. Так, в отличие от ме-
таллов незначительные количества легирующих примесей (10–8–10–4 %) существенно изме-
няют электрофизические и электрохимические свойства полупроводника. Сильное влияние
на эти свойства также оказывают тепловое, световое и другие виды излучений.
      Курс электрохимии полупроводников, помимо вводного раздела «Элементы физики
полупроводников», включает следующие разделы.
      1. Основы теоретической электрохимии. В этом теоретическом разделе кратко рас-
смотрены система полупроводник – электролит в равновесии, кинетика электродных процес-
сов, включая выводы и анализ кинетических уравнений электродных реакций для контроли-
рующих стадий с участием электронов и пазонов (дырок), диффузионная кинетика.
      ---------------------------------------------------------------------------------
       *Термин "дырка" – неудачный дословный перевод английского термина "hole", обозначающего дефект
в ковалентной связи, который в ней возникает после ухода одного из двух спаренных электронов. Этот дефект
правильнее обозначить термином "пазон" (от слова "паз" – щель), так как он точнее объясняет физическую суть
явления. Термин "пазон" (или позон) созвучен с терминами, обозначающими положительно заряженные части-
цы: позитрон, протон. В латинской транскрипции "pason" первая буква термина "р" соответствует распростра-
ненному обозначению дырки и дырочной проводимости. Далее в пособии вместо термина дырка будет ис-
пользоваться термин пазон с обозначением р (р – pason).

                                                               4