Gravações de microestruturas atraves de ataque fotoeletroquimico de fosfeto de indio

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DATA DE PUBLICAÇÃO

1995

RESUMO

O tema desta tese é o estudo do ataque fotoeletroquímico (FEQ) de InP, uma área de grande interesse para a indústria opto-eletrônica. Cristais de InP foram corroídos em HClaq utilizando luz homogênea com o objetivo de estudar o processo de ataque e a formação de microestruturas na superfície da amostra. Padrões gerados holograficamente foram gravados em amostras de InP, utilizando o mesmo procedimento. A reação de corrosão de InP foi estudada e uma comparação foi feita entre HCI e vários outros eletrólitos e, entre ataque eletroquímico (tipo p, no escuro) e fotoeletroquímico (tipo n, iluminado). Um modelo foi desenvolvido para explicar a anisotropia do ataque em termos do mecanismo e da cinética da reação de corrosão fotoeletroquímica. Para os estudos da topografia, corrosões FEQ foram feitas utilizando-se um padrão uniforme (luz homogênea) empregando uma lâmpada de tungstênio. Os ataques resultaram na formação de microestruturas, cujas formas e dimensões dependeram do potencial da reação de dissolução e da quantidade de material removido, respectivamente. Atacando com potenciais mais anódicos resultou na formação de sulcos alinhados ao eixo <011>com perfis bastante regulares. As bordas foram definidas pelos planos lentos de ataque (etch stop planes) do índio "agudos": (111) e (111). Por outro lado, atacando com potenciais mais catódicos resultou na formação de "furos" (pits) alinhados ao eixo <011>. Estes furos foram compostos de grandes planos de (111) e (111) e "pseudo planos" constituídos por uma combinação dos quatro planos lentos de ataque de índio: os planos que formam um ângulo agudo com a superfície (100): (111) e (111) e os planos que formam um ângulo obtuso: (111) e (111). Em ambos os casos as dimensões das estruturas aumentaram com a quantidade de material removido, mas a forma geral não foi afetada por este parâmetro. Os dois tipos de estruturas apresentaram propriedades antirefletoras interessantes, que poderiam ter aplicações na área de conversão de energia. A dependência da morfologia do ataque com o potencial foi explicada em termos do comprimento de difusão dos portadores minoritários na direção paralela à superfície, que está sendo atacada. Para os estudos da gravação FEQ holográfica, padrões de redes (faixas claras e escuras) foram gerados através da interferência de dois feixes de luz coerente produzidos por um laser de argônio. O período destas redes depende da frequência da luz e do ângulo entre os dois feixes interferentes. Redes gravadas paralelas ao eixo <011>desenvolveram um perfil triangular devido ao controle cinético da reação de ataque. As bordas do triângulo corresponderam aos planos cristalinos de índio de ordem maior e o aprofundamento da rede foi inibido por sua revelação. O perfil das redes gravadas paralelas ao eixo <011>não foi limitado por fatores cinéticos e estas redes desenvolveram uma forma arredondada e atingiram uma profundidade maior. Neste tipo de ataque o crescimento da rede foi monitorado através de um sistema de detecção síncrona que segue o sinal auto-difratado (a componente de um feixe refletido da amostra interferindo com o componente difratado do outro feixe). A evolução deste sinal concordou com a forma prevista pela teoria escalar de difração possibilitando seu uso para monitorar o aprofundamento dos sulcos. Este sinal de auto difração também foi utilizado para operar um sistema de estabilização para fixar o padrão projetado na rede que está sendo gravada. Desta maneira, as perturbações no sistema holográfico são corrigidas, mantendo o contraste do padrão de interferência e permitindo a gravação de períodos de alta frequência espacial (<0,5mm). Foi observado, entretanto, que a profundidade das redes gravadas com este sistema de estabilização fica limitada devido ao fato do sinal de auto-difração passar por zero.

ASSUNTO(S)

fosfeto de indio fotoeletroquimica semicondutores eletroquimica

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