Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 86 стр.

      Отсюда, при постоянном значении дифференциальной напряженности поля ξdif = ∆U /∆δ
следует линейная зависимость скорости роста падения напряжения в пленке от её толщины
или, что эквивалентно, – от времени поляризации анода постоянным током. Отклонения от та-
кой линейности свидетельствуют об изменении или состава пленки (изменяются М, n, ξdif, ρ),
или ее электронной проводимости (изменяются ξdif , η), или растворимости соединений пленки.
     Из уравнения (2.68) для дифференциальной напряженности поля получаем:
     ξdif = (nFρ / iMη)(∆U /∆t).                                                          (2.69)
     При анодировании постоянным током согласно уравнению (2.54) должна наблюдаться
линейная зависимость логарифма ионного тока от падения напряжения в пленке
     lg if = lg A + 2.3Bξdif = lg A + 2.3B(nFρ /Mη)(1/i)(dU /dt),                         (2.70)
что позволяет в координатах lg if – (1/i)(dU /dt) определить величины: А = io и В = αF / RT.
     В гальваностатическом режиме рост напряжения с ростом толщины пленки ограничи-
вается потенциалом начала транспассивации (см. п. 2.6.2).
     Потенциостатический режим. Это нестационарный режим анодирования. В началь-
ный момент при приложении к неанодированному электроду повышенного напряжения на-
чальная плотность тока ib, ограничиваемая лишь сопротивлением ячейки (электролита, элек-
тродов), достигает больших значений. Затем она сначала очень быстро, а потом всё медленнее,
по экспоненте уменьшается, пока не станет равной остаточному току ir:
     i = ib exp(–βt) + ir,                                                                (2.71)
где коэффициент β зависит от условий анодирования: приложенного напряжения, природы элек-
трода и образующейся анодной пленки, состава электролита, температуры, размеров ячейки,
электродов и т. п. Его размерность: с–1.
      При постоянном напряжении U на аноде увеличение толщины анодной пленки приводит к
постепенному уменьшению напряженности поля ξ f в ней:
     ξ f = U/(δ + ∆δ),                                                                    (2.72)
где δ и ∆δ – толщина анодной пленки в момент t и её приращение за время ∆t.
      Дифференцируя уравнение (2.72) по времени и учитывая, что ∆δ << δ, получим:
     dξ f / dt = [U /(δ + ∆δ)2] (d∆δ / dt) = (U / δ2) (d∆δ / dt) =(U / δ2)(i Mη / nFρ),   (2.73)
где изменение скорости роста толщины пленки подчиняется закону Фарадея:
     (d∆δ / dt) = i Mη / nFρ = [ib exp(–βt) + ir] (Mη / nFρ).                             (2.74)
      Комбинированный режим. Он слагается из анодирования электрода при постоянном
токе до напряжения, которое на 15 30 % меньше напряжения пробоя плёнки. Затем это на-
пряжение поддерживается постоянным, а ток уменьшается до Ir. Такой режим позволяет полу-
чать пленки более совершенной структуры и с улучшенными диэлектрическими свойствами.

     2.6.4. Анодирование антимонида индия
     В качестве примера будет рассмотрено анодирование InSb. Во-первых, потому что при
комнатной температуре этот узкозонный полупроводник вырожден и, следовательно, полу-
проводниковые свойства не должны влиять на кинетику его анодирования. Во-вторых, начи-
ная с 70-х годов, анодирование InSb активно изучалось многими исследователями с целью
разработки технологии изготовления приборов ночного видения.
     Долгое время единственной работой по формированию анодных оксидных пленок на
антимониде индия в 0.1 моль/л растворе КОН была статья Дж. Девольда, опубликованная
ещё в 1957 году [70]. Им было установлено, что напряженность электрического поля в ок-
сидной пленке не зависит от её толщины, отношение содержания Sb:In в объёме плёнки со-
ставляет единицу, но на её поверхности с электролитом снижается до нуля из-за растворимо-
сти оксида сурьмы в электролите. Отмечено, что в плёнке, сформированной на плоскости
                                                    86