Розробка та дослідження композицій для хіміко-механічного полірування германію і кремнію

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Робота виконана в Прикарпатському національному університеті імені Василя Стефаника і на дослідному заводі Інституту хімії поверхні НАН України.

У роботі дотримувалася українського правопису Всеукраїнської Академії Наук 1928 р. (Г.В. Голоскевич. Правописний словник. – Нью – Йорк, 1962), Словаря української мови Бориса Грінченка. – Т. 1 – 4. Київ, 1997р., сучасного словника наукової та технічної термінології Дмитра Коновалюка (Російсько – український технічний словник. – Луцьк: Візор, 1993) та російсько – українського хімічного словника (Укладачі Є.Ф. Напряч, Ю.П. Назаренко, В.П. Чернецький. – Харків: Основа, 1990).

Актуальність теми. Розвиток твердотільної електроніки тісно пов’язаний з прогресом в області обробки поверхні напівпровідників. Хімічна модифікація поверхні напівпровідникових матеріалів та плівок є невід’ємною складовою частиною технології виготовлення різноманітних приладів сучасної електроніки. Для отримання високоякісної полірованої та структурно досконалої, бездефектної поверхні підкладок із збереженням необхідних геометричних параметрів використовують хіміко-механічне полірування. В таких системах важливо теоретично обґрунтувати і експериментально підібрати природу і кількісні співвідношення абразивної дисперсної фази і дисперсійного середовища, що забезпечують достатній хімічний і механічний вплив для досягнення прийнятної для практики швидкості обробки і в той же час стійкої в процесі використання та зберігання.

Вивчення процесів, що протікають на границі розділу «напівпровідник – композиція» для поліровки, є особливо актуальним, оскільки тут має місце не тільки механічне видалення порушеного поверхневого шару, а як показують багаточисленні дослідження, в результаті дії хімреагентів, на поверхні оброблюваних кристалів утворюються плівки, склад, структура і товщина яких залежать від умов процесу розчинення, та співвідношення інградієнтів композиції.

Традиційно використовувані напівпровідникові матеріали шляхом модифікування можуть набувати нових властивостей і, відповідно, сфер використання. Разом з тим відкриваються можливості створення нових напівпровідників. Це вимагає створення і нових технологій обробки, менш токсичних травильних композицій з низькими швидкостями розчинення напівпровідників.

Предметом дослідження є композиції для фінішної хіміко – механічної поліровки цих матеріалів.

Об’єктом дослідження є заготовки напівпровідникового германію і кремнію у вигляді круглих пластин діаметром 3,0 – 5,0 см.

Метою роботи є визначення складу і співвідношення інградієнтів композицій для різних режимів обробки.

Цій меті підпорядковані такі завдання:

Синтезувати зразки SiO2 різної дисперсності та з різним характером поверхні.

Підібрати склад композицій для хіміко – механічного полірування германію і кремнію.

Дослідити вплив травильних розчинів та концентрації дисперсної фази абразиву на швидкість обробки та якість поверхні виготовлених пластин.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема роботи включена до плану роботи кафедри (Протокол № 3 від 16 жовтня 2004р.) і доповнює комплексні дослідження, які проводяться в університеті.

Методи дослідження. У роботі використано хімічні, мікроскопічний, рентгеноскопічний, а також синтетичні методи отримання порошків оксидів.

Обгрунтованість та ступінь достовірності результатів і досліджень та висновків роботи підтверджуються

експериментальними даними, отриманими з використанням комплексу сучасних методів дослідження, набором статистичних характеристик оброблених експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у використанні органокремнеземів з привитими на їх поверхні органічними сполуками в композиції з кислотно – лужними хімреагентами, що мають достатній вплив на розчинення твердої поверхні германію і кремнію.

Практичне значеня отриманих результатів.

Використано ультрадисперсні кремнеземи з кислотним і лужним характером поверхні.

Визначено співвідношення хімреагентів в травильній суміші при обробці поверхні Ge і Si.

Запропоновано стабільні, агрегативно стійкі композиції для хіміко – механічного полірування, які можуть мати практичне застосування на підприємствах електронної промисловості.

Апробація результатів роботи. Основні результати доповідались на засіданні кафедри, на науковій конференції студентів і викладачів університету, частково опубліковані.

Публікації. Матеріали досліджень двічі доповідались на науково – практичних конференціях, підготовлена і передана публікація у Віснику Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника.

Структура та обсяг роботи обумовлена метою, завданнями та логікою досліджень. Робота складається із вступу, літературного огляду, теоретичної і експериментальних частин, обговорення результатів, висновків та списку використаних літературних джерел і містить 32 рисунки, 5 таблиць, 77 сторінок тексту.

Техніка безпеки при виконанні дослідних робіт. При виконанні роботи використовуються хімічні реагенти, агресивність яких може викликати хімічні опіки чи отруєння. Небезпечним є попадання в органи

дихання і травлення пилу дисперсних оксидів, парів кислот і лугів, а особливо амінів.

З огляду на це, перед допуском до роботи на установці чи в лабораторії, всі особи повинні пройти спеціальний інструктаж і з записом в журналі реєстрації.

З метою уникнення хімічних опіків та отруєнь, термічних опіків та ураження електричними, механічними чи іншими факторами, виконавець повинен не лише знати, але й дисципліновано виконувати передбачувані вимоги і правила, мати при собі засоби захисту органів дихання і очей, відповідний спецодяг, рукавиці.

Подяка. В написанні маґістерської роботи я хочу висловити подяку науковому керівнику доценту Хомі М.І. за велику кількість наданих мені консультацій, за допомогу в проведенні експерименту та ознайомленні мене з літературою, яка була використана мною під час написання роботи. Я щиро вдячна науковому консультанту з питань математичної обробки і моделювання експерименту професору Сіренку Г.О. за консультації у побудові графіків і застосуванні методів математичного планування експерименту та пошуку оптимальних рішень в даній роботі, а також за допомогу в оформленні тексту рукопису. Окремо хочу подякувати рецензентам: професору, доктору технічних наук Хаберу М.В. та заступнику директора інституту галургії з наукової роботи, кандидату хімічних наук Костіву І.Ю. за ретельно вичитану роботу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність теми дипломної роботи, визначається її зв’язок з планами кафедри та науковими програмами, завдання, що