Электролит для осаждения германия

 

Союз Сове1ских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >85О753 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву—

{22) Заявлено 07. 12, 79 (21) 2848427/22-02 (51)М. Кл. с присоединением заявки УЙ

С 25 D 3/54

Пзеударствокный комитет

СССР

{23) Приоритет— ап делан изобретений и открытий

Опубликовано 30.07 ° 81 ° Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 30.07. 8 1 (53) УДК 621.357. . 7: 669. 783 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

Г. А. Шахова и Г. П. Шульпин (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ГЕРМАНИЯ.Изобретение относится к гальваностегии, в частности к электролитическому осаждению германиевых покрытий.

Известен электролит для осаждения германия, содержащий четыреххлорисS тый германий ((еС1т и этиленгликоль ° бсаждение ведут при 59-60 С и плотности тока 20-40 А/дм . Выход метал 2. ла по току 0,57. Pl).

Однако стабильность (работоспособность) известного электролита недостаточна, он выходит из строя при прохождении 220-240 А.ч /л. Причиной этого является то, что атомарный хлор (С1 ), образующийся в процессе электролиза на аноде, реагирует с этиленгликолем, в результате чего образуется этиленхлоргидрин (СН ОН вЂ” СНоС1), который приводит к отравлению электролита — на катоде происходит осаждение черного мажущего осадка. Кроме того, покрытия хорошего качества осаждаются только на пластину или медь предварительно по крытую палл ади е м.

Цель изобретения — повьппение стабильности электролита.

Укаэанная цель достигается тем,что электролит дополнительно содержит сульфаминовую кислоту при следующем соотношении компонентов:

Четыреххлористый германий,r 50-55

Сульфаминовая кислота, r 70-100

Зтиленгликоль,л До

Процесс осаждения проводят при

59-60ОС н плотности тока 10 А/дм . В качестве анода используют графит или пластину, а в качестве катода — мед- ную фольгу. Катод завешивается в электролит только под напряжением на платиновой подвеске, причем так, что весь он погружен в раствор. Извлечение его из ванны осуществляется без снятия напряжения.

Электроосаждепие германия проводят в стеклянггогг злектролизере офьеггом 50 мл, герметизированном от ойрулсаицей атмосферы резиновой пробкой, в которой закретгляготся электроды.

Ксли при электролизе раствора

GGCtp в этиленгликоле без добавок ка нерастворимом аноде происходит восстановление ионов 01 до атомов хлора, которые, реагируя с раствори— ,тфлем, приводят электролит в негоднбсть, то при добавлении в электрол1ггт амфолита (сульфаминовой кислоты) в растворе происходят следующие реакции:

Состав электролита

100

До 1 бО

Скорость осаждения, мкм/ч

0,7

0,7

Стабильность, А ч/л

400-430 б00 (электролит -работает 3 мес, без ухудшения свойств).

ББ ЯО„К; 1Щ ЯО. бб=бИ К ЯО„

Ь <;,.г5

При электролизе на нерастворимэм акоде теперь разряжаются пе ионы хлора, а ионы CINti 30,, ".е. атомарный хлор не образуется, не реагирует с растворителем этиленгликолем и отравления электролита хлоргкдрином этилена не происходит, Электролит готовят следующим образ юм.

В предварительно нагретый до

6ÎСгС этиленглпколь при перемешиBQHHH

Постепенно добавля от четыреххлористый германий, затем при перемешивании

Четыреххлористый германий, г

Супьфамгггговая ксилота, г

Этиленгликоль, л

Режкгг электролиза

Темпе р а тур а, С

Плотность тока, А/дм

0751

4 вводят сульфамиковую кислоту и объем раствора доводят этиленгликолем до

1 л. Перемешивание производится до полного растворения сульфаминовой кислоты, Поддержание концентрации

Ое012г в растворе на заданном уровне осуществляется периодическим добавлением в электролит GeClq или завешиванием в электролит параллельгг но с графитовым или платиновым еще и германиевого анода при соотношении поверхностей графита и германия Ж300:1 (выход по току германия при его акодном растворении. 150X).

При концентрации сульфаминовой кислоты !00 г/л наблюдается максимальная работоспособность электролита 600 А ч/л. Однако дальнейшее увеличение ее концентрации невозмож20 ко в связи с ограниченной раство— римостью в этиленгликоле. Чаксимальная работоспособность электролита при концентрации HH>5+H t00 г/л обусловлена тем, что это количество

25,ггостаточно, чтобы связать все ионы

С1, образующиеся в 37-ном 50-55 г/л) растворе четыреххлористого германия в этиленгликоле, а при концентрации менее 70 г/л нецелесообразно.

З0 В таблице приведены составы электролитов и режимы электролиза.

85075

Составитель В. Бобок

Редактор Т.Мермелштайн Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.Иван

Заказ 6258/36 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемый электролит по сравнению с известным обладает гораздо большей работоспособностью, меньшей агрессивностью основы по отношению к металлу— покрытие осаждается на медный катод, в то время как в известном на медь необходимо предварительно наность

I палладий, так как большинство металлов в растворе четыреххлористого германия в этиленгликоле, Повыше0 ние работоспособности электролита позволяет использовать электрохимическое выращивание, например, для получения эпитаксиальных пленок )5 германия, так как он хрупок и не поддается обработке давлением ( что осложняет получение тонких пленок и пластинок германия используемых в полупроводниковой технике), и щ для замены драгметаллов (как валютно1 6 го материала) при сборке полупровод= никовых приборов.

Формула изобретения

Электролит для осаждения германия, содержащий четыреххлористый германий и этнленгликоль,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильности электролита, он дополнительно содержит сульфаминовую кислоту при следующем соотношении компонентов:

Четыреххпористый германий, r 50-55

Сульфаминовая кислота, r 70-100

Этиленгликоль, л До 1

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

). Ефимов Е.А. и Ерусалимчик И.Г.

Ю

Электрохимия германия и кремния. М., Госхимиздат, 1963, с. 130.