HCl浓度对多孔硅微结构及Si-H键合的影响

材料研究学报, 2016, 30(9): 717-720. doi: 10.11901/1005.3093.2015.461

HCl浓度对多孔硅微结构及Si-H键合的影响

安红章 ^1, , 吴开均 ^2, , 肖婷 ^3, , 展长勇 ^4, , 任丁 ^5,

1.保密通信重点实验室成都 610041

2.保密通信重点实验室成都 610041

3.辐射物理及技术教育部重点实验室四川大学原子核科学技术研究所成都 610064

4.辐射物理及技术教育部重点实验室四川大学原子核科学技术研究所成都 610064

5.保密通信重点实验室成都 610041;辐射物理及技术教育部重点实验室四川大学原子核科学技术研究所成都 610064

基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金11005076、11305029,中国电子科技集团公司第三十研究所协作项目.Supported by National Natural Science Foundation of China for Youth Science Foundation Nos.11005076&11305029,and Collaborative Projects for 30th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation.

关键词：无机非金属材料 , HCl , 多孔硅 , 微结构 , Si-H , 电流突发模型

Effect of the Concentration of Hydrochloric Acid on the Microstructure and Si-H Bonds in Porous Silicon

Keywords： inorganic non-metallic materials , HCl , porous silicon , microstructure , Si-H bond , current burst mode

采用电化学湿法刻蚀制备了P型多孔硅,通过改变HCl溶液浓度来调整刻蚀液中的氢离子浓度.制备出的多孔硅孔径相同,孔深随着氢离子浓度的提高呈线性增大直至恒定.基于电流突发模型阐述了结构参数的变化:孔径的形成开始于刻蚀的初始阶段,空穴主导了初始阶段的腐蚀,空穴的迁移与消耗过程就是孔径扩张和孔壁形成的过程,该过程与硅片本身的性能密切相关,与氢离子浓度无关,故孔径基本恒定;氢离子浓度的提高加快氢的置换反应直至平衡,从而使反应总速率提高直至恒定,因此孔深先线性增大然后保持恒定;Si-H含量在一定范围内与孔深的变化吻合呈现上升趋势,且键合形式以Si-H2为主.

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