n型多孔硅制备、发光性能及Al表面钝化处理

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1、硕十毕业论文摘要摘要多孔硅因具有独特的发光性能而成为材料界的研究热点。随着对多孔硅材料研究的不断深入，多孔硅制备和性能研究都有了很大进展，但仍然有许多重要问题没有解决，如发光器件发光强度低、发光寿命短、发光稳定性差等。本文采用双槽电化学腐蚀法于光照条件下在n型单晶硅片衬底上制备了n型多孔硅(n．PS)，通过室温500～700nm范围内荧光光谱和扫描电镜(SEM)测试系统，研究了光照、腐蚀时间、电解液浓度、腐蚀电流密度及单晶硅掺杂浓度等对n．PS的形成、结构形貌和光致发光(PL)性能的影响。结果表明，通过光照，能获得具有均匀孔分布和良好发光特性的n．PS，在约600nm处产生较强PL峰；

2、随腐蚀时间、HF浓度和电流密度增加，PL峰位先发生蓝移，而后又出现红移；PL发光性能呈先增强后减弱变化趋势，分别在腐蚀时间为20min、HF浓度为6％和电流密度为60mA／cm2时峰强出现极大值；而提高掺杂浓度，PL性能降低。进一步采用脉冲电化学腐蚀制备了n．PS，系统探讨了等效腐蚀时间、脉冲频率、占空比等脉冲电化学腐蚀条件对n．PS室温可见区PL性能的影响。结果表明，该法制备的n．PS比同条件下恒流腐蚀法获得的n．PS的PL强度更高，发光峰位蓝移，且等效腐蚀时间、脉冲频率和占空比均显著影响其PL峰位及发光强度；并用SEM观察其表面形貌，显示形貌更均匀，说明脉冲腐蚀是一种制备n—PS更

3、优良的电化学方法。为了改善多孔硅的发光性能和稳定性，采用电化学沉积A13+的方法处理用脉冲腐蚀制备的n．PS，以钝化其表面。通过对沉积Al”前后n．PS的PL光谱、FT-IR光谱(傅里叶变换红外吸收光谱)和SEM图的研究，探讨TAl3+在多孔硅表面的钝化作用及其对PL性能的影响。结果表明，适量沉积A13+可有效地改善n．PS的光致发光强度和稳定性。其作用机理是Al”覆盖于多孔硅表面与硅形成稳定的Si．Al键，能够有效地抑制硅悬键的形成，减少非发光中心，从而减缓发光强度的衰减，稳定其发光性能；但过量的A13+沉积会造成Al”大量覆盖在n．PS表面导致发光效率降低。硕士毕业论文摘要关键词：

4、n型多孔硅，光致发光，光照，脉冲腐蚀，Al钝化硕士毕业论文ABSTRACTABSTRACTPoroussiliconhasreceivedconsiderableattentionduetoitsspecialluminousperformance．WithdeeperresearchofPS，greatprogresshasbeenmadeinthepreparationmethodandperformanceresearch，butmanyvitalproblemsstillexistnowforitsapplicationasluminousapparatus，suchaslow

5、luminousintensity,shortluminouslife—spanandpoorluminousstability．Inthisstudy,n-typeporoussilicon(n—PS)waspreparedon●一一monocrystallinesiliconwaferbydouble-cellelectrochemicaletchingmethodunderlightingcondition．Theeffectsoflight，etchingtime，HFconcentration，currentdensityanddopantconcentrationofmon

6、ocrystallinesilicononformationofn-PS，structure，morphologyandphotoluminescence(PL)performancewerestudiedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)andPLspectroscopywithwavelengthrangeof500～700nm．Theresultsshowedthattheformation，structure，morphologyandPLperformanceofn—PSwerecontrollable，andn-PSwithhomogenou

7、spore．sizedistributionandbetterPLperformanceunderlightingconditionswasobtained．AstrongPLpeakatabout600nmwasobserved．Withincreaseofetchingtime，HFconcentrationandcurrentdensity,thePLpeakshowedredshiftatfirstandthenblueshift，an