硅微结构金属辅助化学刻蚀技术研究

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1、学号：S13010104硕士学位论文硅微结构金属辅助化学刻蚀技术研究研究生姓名：于航学科、专业：微电子学与固体电子学二○一六年三月分类号：密级：可公开UDC：编号：硅微结构金属辅助化学刻蚀技术研究RESEARCHONMETAL-ASSISTEDCHEMICALETCHINGPROCESSOFSILICONMICROSTRUCTURE学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：微电子学与固体电子学（077403）研究方向：电子薄膜与MEMS技术申请学位级别：硕士指导教师：端木庆铎研究生：于航论文起止时间：2014.9—2015.12长春理工大学

2、硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文《硅微结构金属辅助化学刻蚀技术研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其

3、它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日摘要硅微结构在太阳能电池，光电探测器件以及传感器等领域都有着广泛的应用，制备硅微结构的方法有很多，但是金属粒子辅助化学刻蚀法被认为是最简单，最有效，最经济实惠的制备方法。本文主要利用金属辅助化学刻蚀原理，在硅衬底上分别制备多孔硅和硅纳米线。通过改变刻蚀时间和氧化剂浓度来观察多孔硅和硅纳米线结构变化，同时也对制备硅纳米线的工艺进行了优化

4、，并分析了硅纳米线顶端团簇形成的原因。随着刻蚀时间和氧化剂浓度的增加，多孔硅孔径变大，孔壁变薄，孔洞不均匀；当氧化剂浓度为0.5mol/L，刻蚀时间为15min时，制备出多孔硅的孔洞尺寸均匀且表面形貌较好；孔隙率随着刻蚀时间增加而先增大后减小；反射率的变化与刻蚀时间近似成反比的关系；硅纳米线长度随着刻蚀时间和氧化剂浓度的增加而增加；对硅纳米线工艺流程进行优化后，在硅衬底上制备出来的纳米线没有发现大面积的倒塌现象；在范德华力、表面张力和弹性变形力三种力的相互作用下硅纳米线产生了顶端团簇。关键词：金属辅助化学刻蚀多孔硅硅纳米线顶端团簇IABSTRACTSiliconm

5、icro-structureiswidelyusedinsolarcell,photoelectricdeviceandsensor.Althoughtherearemanymethodsforpreparingsiliconmicro-structure,themetalparticlesassistedchemicaletchingisconsideredtothesimplest,mosteffectiveandmosteconomicalmethod.Inthispaper,poroussiliconandsiliconnanowireswereprepa

6、redbymetal-assistedchemicaletchingonasiliconsubstrate.Thestructureofporoussiliconandsiliconnanowiresofchangingtheetchingtimeandoxidantconcentrationwasobserved.Processofsiliconnanowireswasoptimized,andweanalyzedthereasonsforthetopclustersofsiliconnanowires.Poresofporoussiliconbecomelar

7、geandunevenwiththeetchingtimeincreases,whentheoxidantconcentrationis0.5mol/Landtheetchingtimeis15min,theporesizebecomeuniformandbettermorphology.Theporositywithetchingtimeisfirstincrease,thenthechangetrendofdecreases.Thereflectivityisinverselyproportionaltoetchingtime.Thelengthofsilic

8、onnan