Новости химической науки > Алкагест для полупроводников

Благодаря возможности настраивать электронные свойства за счет относительно простого регулирования состава, полупроводники в настоящее время применяются в качестве контрольных элементов многих высокотехнологических устройств. Как правило, для производства этих устройств требуются дорогие и энергозатратные методы вакуумного нанесения.

Значительным улучшением технологии полупроводниковых устройств, позволяющим отказаться от вакуумной техники нанесения полупроводников, могли бы быть, например методы, в которых бы использовалось распыление раствора нужного полупроводника. Тем не менее, практически все известные растворители не могут использоваться для получения раствора полупроводника с концентрацией, достаточной для его распыления. Наиболее хорошо растворяющий вещества, обладающие полупроводниковыми свойствами, гидразин, отличается высокой токсичностью, да и взрывоопасен.

Новая работа позволяет надеяться на решение этой проблемы – исследователи из группы Дэвида Веббера (David H. Webber) из Университета Южной Калифорнии сообщают, что они создали алкагест, универсальный растворитель для полупроводников, позволяющий получать достаточно концентрированные растворы целого класса халькогенидных полупроводниковых растворителей с помощью относительно неопасной смеси двух коммерчески доступных растворителей.

При комнатной температуре смесь тиола и амина позволяет получить концентрированный раствор по крайней мере девяти полупроводников, эта разработка может значительно удешевить технологию получения тонких пленок полупроводников. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc. 2013, DOI: 10.1021/ja4084336)

Было обнаружено, что при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении смесь 1,2-этилендиамина и 1,2-этандиола может быстро растворять образцы девяти халькогенидов металлов – бинарных полупроводников с общей формулой M₂E₃, где М – мышьяк, сурьма или висмут, а Е – сера, селен или теллур.

Исследователи из группы Веббера обнаружили, что смешанный растворитель может использоваться для получения концентрированных (21–32% по массе) растворов таких халькогенидов пниктогенов, как As₂S₃, As₂Se₃, As₂Te₃, Sb₂S₃, Sb₂Se₃ и Sb₂Te₃. Эта же смесь растворителей позволяет получить растворы халькогенидов висмута с концентрациями 1–10%.

В ходе пилотных испытаний по эффективности нового растворителя в обработке полупроводников исследователи смогли получить тонкие пленки селенида сурьмы и сульфида висмута с помощью нанесения раствора полупроводника на подложку с последующим испарением растворителя. Рентгеноструктурный анализ полученных пленок подтверждает то, что они состоят из чистых и однородных кристаллов соответствующих халькогенидов.

Как отмечает Сьюзен Козларич (Susan M. Kauzlarich), эксперт по химии полупроводников, новые результаты замечательны в первую очередь тем, что для растворения полупроводников не требуется гидразин. Она надеется, что полученные результаты могут оказаться полезными и для других полупроводников.

Источник: J. Am. Chem. Soc. 2013, DOI: 10.1021/ja4084336

метки статьи: #неорганическая химия, #физическая химия, #химическая технология, #химия твердого тела