Разработка способа изготовления непланарных подложек для фотопреобразователей нового поколения

Рис. 1. Непланарная полупроводниковая монокристаллическая подложка

а

Рис. 2. Боковая поверхность непланарной кремниевой подложки

Внешнюю поверхность полой цилиндрической подложки, состоящую из выходов краев атомных плоскостей различных кристаллографических направлений {hkl} , полировали механически с применением алмазных паст от АСМ 28/23 до АСМ 1/0 (алмазная синтетическая мелкодисперсная) по специально разработанной методике до шероховатости не хуже, чем Rz 0,05.

Механически полированные подложки подвергали химико-динамическому травлению для удаления нарушенного слоя. Качество химико-динамического травления контролировали при помощи рентгеноструктурного анализа поверхности – съемки «кривых качания» по методике, описанной в работе [3].

Травление внешней поверхности монокристаллического полого цилиндра осуществляли в установке «ЭпиКВАР». Подложку закрепляли в специальной графитовой оснастке на поверхности графитового пьедестала, нагреваемого токами высокой частоты – 0,5 МГц. Температуру поверхности подложки определяли при помощи оптического пирометра.

Время травления составило 10 минут.

Температура поверхности подложки 1 200 °С.

Скорость движения газовой атмосферы – не более 10 см/с.

Поверхность обработанных подложек исследовали металлографически на электронном микроскопе «Jeol».

Установлено, что в результате высокотемпературного травления в газовой фазе на боковой поверхности цилиндрических тонкостенных кремниевых подложек образуется рельеф, состоящий из периодически повторяющихся элементов, образованных выходами групп краев атомных плоскостей в виде прямоугольных ступеней (рис. 2, а ) либо угловых уступов (рис. 2, б ).

Высота ступени (уступа) в зависимости от условий травления (времени травления, температуры травления) может изменяться в пределах от 0,1 до 2 мкм.

Полученные структуры с развитой периодической поверхностью могут быть использованы для изготовления полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей с повышенным КПД [1], в качестве подложек для размещения веществ-катализаторов и других целей.