Электрохимия полупроводников. Батенков В.А. - 90 стр.

     Для гальваностатического режима анодирования необходим источник постоянного
тока высокого напряжения (500 1000 В), так как для стабилизации тока с точностью 2 3
% регулирующее последовательное сопротивление цепи Rом (рис. 2.12, а) должно быть в
30 50 раз больше сопротивления ячейки Rяч, чтобы изменения последнего практически не
влияли на общее сопротивление цепи.
     Пример: при задании постоянного тока через ячейку до напряжения на ней в Uяч = 20 В
на сопротивлении R ом должно падать напряжение U ом = 600 1000 В. Решение. Так как
I = Uяч/Rяч = Uом/Rом = Uом/(30 50)Rяч, то отсюда: Uом = (30 50)Uяч.
     Для стабилизации напряжения в потенциостатическом режиме необходимо, наобо-
рот, чтобы параллельное сопротивление реостата Rом (рис.2.12, б) с номиналом обычно
500 2000 Ом было в 30 50 раз меньше, чем сопротивление ячейки Rяч. В таком случае из-
менения сопротивления ячейки и тока через неё не будут заметно влиять на напряжение,
приложенное к омическому сопротивлению: U = IR = IRом, так как при Rяч » Rом сопротивление
R = (Rом⋅Rяч)/(Rом+Rяч) = Rом.

                                                            Рис. 2.12. Схемы установок
                                                           для гальваностатической (а)
               ИП                           ИП             и потенциостатической ( б )
                                                           поляризации электрода.
                                               Rом
                        Rом                                 ИП – источник питания,
                                                            Rом – сопротивление,
               Яч                              Яч           А – миллиамперметр,
           1        2                      1         2      V – вольтметр,
       А                             А                      Яч – ячейка. Её электроды:
               3                               3            1 – рабочий,
       V                             V                      2 – вспомогательный,
               a                                б           3 – сравнения


    Примеры анодирования. Кремний. Электролит: 0.04 моль/л KNO3 в этиленгликоле.
Скорость роста плёнки при плотности тока 5 мА/см2 0.2 мкм/мин (30 нм/В) [76].
     Арсенид галлия [77]. Электролит AGW (acid-glycol-water): смесь этиленгликоля (или
пропиленгликоля) с 3 % водным раствором винной или иной оксикислоты с рН 6.2 (добавля-
ется NH4OH) в соотношении от двух до четырёх. Средняя плотность тока 1 мА/см2. Темпера-
тура 21 26 оС. Эффективность тока около 90 %. Скорость роста анодной плёнки 20 нм/мин
(∼2 нм/В). Нет зависимости от концентрации носителей и ориентации. Для анодирования ма-
лолегированного n-GaAs требуется интенсивное освещение. Толщина плёнки 300 400 нм,
удельное сопротивление 1014 1016 Ом⋅см, напряжение пробоя (4 5)106 В/см. Почти нет
гистерезиса ёмкости после отжига в атмосфере водорода при 300 оС.
     Антимонид индия [78]. Электролит AGW (см. выше для GaAs). Комбинированный
режим: начальный постоянный ток 0,5 мА/см2, возрастание напряжения до 10 В (около 75 с);
постоянное напряжение 10 В, уменьшение тока до 1 2 мкА/см2. Температура 22 оС. Тол-
щина оксида 35 нм. Можно получать гладкие, ровные оксиды до 50 нм.

     2.7.3. Методы измерения толщины анодной плёнки [66]
    Гравиметрический метод: а) по увеличению массы электрода; б) по изменению массы
электрода после химического растворения только плёнки оксида или наоборот – только по-
лупроводника; в) путем снятия пленки с поверхности электрода и взвешивания её. Необхо-
димо знать плотность плёнки и её состав (метод а). Требуются аноды большой площади.

                                           90