Анотація до роботи:

Чернюк О.С. „Взаємодія GaSb та GaAs з водними розчинами HNO₃–HHal–органічна кислота”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01 – неорганічна хімія. – Львівський національний університет ім. Івана Франка.

Дисертація присвячена експериментальному дослідженню процесів хімічного розчинення GaAs та GaSb в водних галогенвиділяючих розчинах HNO₃–HСl(HBr)–органічна кислота та розробці на основі отриманих результатів травильних композицій і методик обробки поверхні галій арсеніду та галій стибіду. Використовуючи математичне планування експерименту побудовано 21 проекція поверхонь однакових швидкостей травлення для розчинення GaAs та GaSb в розчинах дванадцяти систем водних розчинів HNO₃–HСl(HBr)–органічна кислота, Встановлено вплив органічних розчинників (ацетатна, лактатна, цитратна, оксалатна та тартратна кислоти) на процес хімічного травлення і поліруючі властивості розчинів. Визначено, що для GaSb найкращі поліровані поверхні отримуються при використанні травильних композицій HNO₃–HCl–лактатна кислота, а для GaAs–HNO₃–HBr–цитратна кислота.

Для хімічної обробки GaAs вперше запропоновано використовувати бромвиділяючі травильні композиції на основі водних розчинів HNO₃–HBr, у яких бром виділяється в результаті взаємодії вихідних компонентів, а його вміст може до певної міри регулюватись введенням різноманітних органічних розчинників.

На основі аналізу температурних залежностей швидкості розчинення в досліджуваних травильних композиціях встановлено існування компенсаційної залежності в кінетиці хімічного травлення GaSb та GaAs в водних розчинах HNO₃–HCl(HBr)–розчинник.

Розроблено серію хлор- та бромвиділяючих травильних композицій для різних технологічних обробок GaSb та GaAs і оптимізовано склади травників та технологічні режими проведення операцій хімічної модифікації поверхні вказаних напівпровідникових матеріалів.

1. Досліджено характер хімічного розчинення поверхні монокристалів GaSb та GaAs в водних галогенвиділяючих розчинах HNO₃–HСl(HBr)–розчинник, побудовано поверхні однакових швидкостей травлення (діаграми Гіббса) та визначено межі існування областей поліруючих і неполіруючих розчинів.

2. Виміряно потенціали саморозчинення електродів Ga, Sb та GaSb і показано, що значення електродних потенціалів саморозчинення зразків Ga та GaSb збільшується в ряду розчинів HNO₃–HCl–вода > HNO₃–HCl–лактатна кислота > HNO₃–HCl–ацетатна кислота. Потенціал електроду із Sb є позитивним (досягає максимальних значень в сумішах, збагачених на HNO₃), що свідчить про контроль процесу травлення GaSb в досліджуваних системах розчиненням утвореної на поверхні Sb.

3. Встановлено вплив органічних розчинників (ацетатна, лактатна, цитратна, оксалатна та тартратна кислоти) на процес хімічного травлення GaSb та GaAs і поліруючі властивості розчинів. Визначено, що для GaSb найкращі поліровані поверхні отримуються при використанні травильних композицій HNO₃–HCl–лактатна кислота, а для GaAs в розчинах HNO₃–HBr–цитратна кислота.

4. Показано, що в бромвиділяючих травильних композиціях розчинення зразків GaSb та GaAs відбувається із значно вищою (до 450 мкм/хв) швидкістю ніж в хлорвиділяючих (до 110 мкм/хв). У сумішах всіх досліджуваних систем швидкість розчинення збільшується із зменшенням вмісту розчинника.

5. Запропоновано для хімічної обробки GaAs використовувати бромвиділяючі травильні композиції на основі водних розчинів HNO₃–HBr–органічна кислота, у яких бром виділяється в результаті взаємодії вихідних компонентів, а його вміст може до певної міри регулюватись введенням різноманітних органічних розчинників.

6. Для хімічного травлення GaSb запропоновано використовувати новий клас травильних розчинів: травильні композиції на основі водних розчинів HNO₃–HCl, в яких швидкість полірування можна регулювати введенням різної кількості органічної кислоти.

7. Встановлено існування компенсаційної залежності в кінетиці хімічного травлення GaSb та GaAs в водних розчинах HNO₃–HCl(HBr)–розчинник.

8. На основі вимірювання швидкості розчинення та результатів профілографічного аналізу розроблено серію хлорвиділяючих та бромвиділяючих травильних композицій для різних технологічних обробок GaSb та GaAs і оптимізовано склади травників та технологічні режими проведення операцій хімічної модифікації поверхні вказаних напівпровідникових матеріалів.

Публікації автора:

1. Томашик В.М., Чернюк О.С., Гриців В.І., Томашик З.Ф., Кусяк Н.В. Розчинення GaSb у розчинах системи Н₂O₂–НСl–СН₃СООН // Фізика і хімія твердого тіла. – 2003, Т. 4, №3 – с. 543-546.

Дисертантом досліджено кінетику розчинення GaSb і потенціали саморозчинення GaSb, Ga та Sb в розчинах Н₂O₂–НС1–СНзСООН.

2. Чернюк О.С., Томашик З.Ф., Гриців В.І., Томашик В.М., Кашпор В. М. Хімічна взаємодія GaSb та GaAs з травильними композиціями систем НNO₃– НВr(НСl)–Н₂О // Фізика і хімія твердого тіла. – 2003. – Т. 4, №4. – с. 693-699.

Дисертантом визначено області поліруючих розчинів для GaSb і GaAs в системах НNO₃–НВr(НС1)–Н₂О.

3. Томашик В.Н., Чернюк А.С., Томашик З.Ф., Грыцив В.И. Взаимодействие GaSb с растворами систем HNO₃-HCl-органическая кислота // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2003. – Т. 5, № 1. – с. 106-111.

Дисертантом вивчено концентраційні залежності швидкостей травлення та запропоновано ефективні травники для ХДП GaSb.

4. Chernyuk O.S., Tomashik V.M., Grytsiv V.I., Tomashik Z.F., Kashpor V.M. Chemical dissolution of gallium antimonide in the HNO₃–HCl–CH₃COOH solutions // Proceeding of SPIE. – 2003. – Vol. 5065. – p. 246-250.

Дисертантом досліджено кінетику взаємодії монокристалів GaSb з розчинами системи HNO₃–HCl–CH₃COOH.

5. Чернюк О.С., Томашик З.Ф., Томашик В.М., Гриців В.І. Хімічна взаємодія GaSb та GaAs з травильними композиціями систем HNO₃–НBr–органічна кислота (цитратна, тартратна та оксалатна) кислота // Вопросы химии и химической технологи. – 2004. – № 5. – c. 194-198.

Дисертантом досліджено кінетику взаємодії монокристалів GaSb та GaAs з розчинами системи HNO₃–HCl–органічна кислота.

6. Томашик В.М., Чернюк О.С., Гриців В.І. Взаємодія GaSb з розчинами HNO₃–НС1–H₂O // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. – 2002, вьп.37 – с. 150-152.

Дисертантом досліджено потенціали саморозчинення GaSb, Ga та Sb в травильних сумішах системи HNO₃–НС1–H₂O.

7. Томашик З.Ф., Чернюк О.С., Томашик В.М., Гриців В.І., Кусяк Н.В. Хіміко-динамічне полірування GaAs та GaSb травильними сумішами систем HNO₃–HCl–розчинник // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. 2005. Вып. 40. С. 162-166.

Дисертантом визначені концентраційні межі поліруючих розчинів для ХДП GaSb та GaAs.

8. Томашик В.М., Чернюк А.С., Томашик З.Ф., Грыцив В.И. Взаимодействие антимонида галлия с растворами систем HNO₃–HCl–органическая кислота // Материалы І Всероссийской конференции „Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах (ФАГРАН-2002)”. – Воронеж (Россия). – 2002. – С. 254.

Дисертантом досліджено та запропоновано травильні композиції для ХДП GaSb.

9. Чернюк О.С., Денисюк Р.О. Хімічне травлення GaAs та GaSb розчинами систем HNO₃–HCl–органічна кислота // Конф. молод. учених та аспірантів „ІЕФ’2003”. Тези доповідей. – Ужгород (Україна). – 2003. – С. 41.

Дисертантом досліджено процеси хімічної взаємодії GaAs та GaSb з розчинами систем HNO₃–HCl–органічна кислота.

10. Чернюк О.С., Кусяк Н.В. Хімічна взаємодія нелегованого і легованого оловом InAs, InSb, GaAs і GaSb з розчинами системи HNO₃–HBr–лактатна кислота // “Всеукр. конф. молодих вчених з актуальних питань хімії”. Тези доповідей. – Київ (Україна). – 2003. – С. 25.

Дисертантом досліджена концентраційна та температурна залежність швидкості травлення GaAs і GaSb розчинах системи HNO₃–HBr– лактатна кислота.

11. Чернюк О.С., Гриців В.І., Томашик В.М. Взаємодія GaSb та GaAs з розчинами систем HNO₃–HCl(HBr)–CH₃COOH // Збірник наук. праць: Дев’ята наук. конф. “Львівські хімічні читання - 2003”. Львів : Видавн. центр Львів. нац. ун-ту ім. Івана Франка. 2003. – C. Н29.

Дисертантом вивчені кінетичні характеристики хімічного травлення GaSb та GaAs в розчинах систем НNO₃–НС1(НВr)–CH₃COOH.

12. Chernyuk O.S., Tomashik V.N., Grytsiv V.I., Tomashik Z.F., Kashpor V.M. Interaction of GaSb with HNO₃–HCl–CH₃COOH solutions // Sixth Intern. Conf. “Material Science and Material Properties for Infrared Optoelectronics”. Abstracts. Kyiv, 2002. P. 86.

Дисертантом досліджено кінетику взаємодії монокристалічного GaSb з розчинами системи HNO₃–HCl–CH₃COOH.

13. Чернюк О.С., Томашик В.М., Кашпор В.М., Гриців В.І. Хімічна взаємодія GaSb та GaAs з травильними композиціями системи HNO₃–HBr–H₂O // Фізика і технологія тонких плівок. Матеріали IХ Міжн. конф., Ів.-Франківськ, 2003. Т. 1 С. 177-178.

Дисертантом проведено експериментальні дослідження хімічного розчинення GaSb та GaAs в травильних композиціях системи HNO₃–HBr–H₂O.

14. Чернюк О.С., Кусяк Н.В., Гриців В.І. Взаємодія GaSb та GaAs з травильними композиціями системи HNO₃–HBr(HCl)–тартратна кислота // ХVI Українська конференція з неорганічної хімії за участю закордонних учених. Тези доповідей. – Ужгород (Україна). – 2004. – С. 266.

Дисертант вивчав кінетичні закономірності ХДП GaSb та GaAs травниками систем HNO₃–HBr(HCl)–тартратна кислота.