Мазницька О. В. Удосконалення технології отримання металічного арсену зі зниженим вмістом кисню для виробництва монокристалів GaAs

Об'єкт - технологічні процеси одержання металічного арсену зі зниженим вмістом кисню, що використовується для виробництва монокристалів GaAs. Мета - удосконалення промислової технології очищення AsCl3 і його відновлення для отримання металічного арсену зі зниженим вмістом кисню. Методи - фундаментальні положення хімічної термодинаміки і кінетики, теорія розділення речовин при фазових переходах, фізика напівпровідників, фізико-хімічні основи процесів дистиляції і ректифікації. Результати - встановлено закономірності процесу хлорування As2О3 і досліджено термодинамічну рівновагу в системі As2O3-HCl-AsCl3-H2O, що дозволило удосконалити промислову технологію ректифікаційного очищення AsCl3 з подачею газоподібного НCl; досліджено кінетичні параметри процесу відновлення AsCl3 в потоці водню, що визначило можливість впровадження високоефективного обладнання для ведення цього процесу; одержано монокристалічний GaAs зі зниженим вмістом кисню з високими електрофізичними параметрами (для нелегованих зразків кількість носіїв заряду n = 4·1014, рухливість µ = 8,03·103 см2/В·с; для компенсованих зразків питомий опір р = 1,21·108 Ом·см, µ = 6,108·103 см2/В·с). Новизна - вперше запропоновано термодинамічну модель рівноваги в системі As2O3-HCl-AsCl3-H2O; встановлено, що в ході хлорування вода, в якій розчинений HCl, бере участь у встановленні термодинамічної рівноваги як четвертий компонент фазової діаграми з утворенням оксихлоридів, як основних джерел кисню в технологічному процесі; встановлено кінетичні закономірності процесу хлорування As2O3 в хлоридній кислоті; розроблено методику та обладнання для проведення ректифікаційного очищення AsCl3, показано, що введення газоподібного HCl в об'єм ректифікаційної колони не впливає на її матеріальний баланс; визначено кінетичні закономірності процесу відновлення AsCl3 воднем. Впровадження - удосконалену технологію впроваджено на підприємстві ВАТ "Чисті метали", м. Світловодськ; результати дисертаційної роботи впроваджено в КУЕІТУ в навчальному процесі при вивченні курсів "Фізико-хімічні основи охорони атмосфери та гідросфери" та "Екологічні аспекти процесів і апаратів промислових виробництв". Галузь - підприємства електронної галузі та галузеві науково-дослідні інститути, що займаються очисткою та отриманням напівпровідникових матеріалів.