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《多孔硅原理与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期《微电子学》,年月介‘。心”七地多孔硅原理与应用黄庆安童勤义东南大学微电子中心,江苏南京,摘要多孔硅是,。一种新形态的硅材料它的应用领域十分广泛本文综述介绍了多,,孔硅的制备和特性深入分析了多孔硅的形成机制并简单给出了多孔硅的主要应用。关键词多孔硅传感器发卜光器件真空微电子月‘心它口”‘,“亡,,纪让盯入四时旅正,畜咨理沁旅”场一叻,朽达’,匕刃了,,,地一,要的应用可能性。多孔硅的研究已成为近年引言微电子学和光电子学领域的热点之一。鉴于,多孔硅显示出的日益重要性全面了解多孔。〔,〕自年用阳极腐蚀作硅片的硅的性质很有必
2、要本文较详细地综述了多电化学抛光工艺开始,多孔硅的研究就一直孔硅的制备原理和特性,深入探讨了多孔硅有所报道〔·”。但直到七十年代中期,由于氧的形成机制,并对多孔硅的主要应用作了介化多孔硅可作为集成电路的介质隔离工艺才绍。真正被广泛研究。由于多孔硅的多孔特点,除了,,在材料的应用外八十年代多孔硅还多孔硅的制备被用于制作无应力的氮化硅氮氧化硅膜、半导体、隐埋导电区、气湿敏传感器、表制备多孔硅的方法有两种,一种是用硅面微机械加工技术的牺牲层、场发射阴极等。在系统中的阳极腐蚀〔们另一种是在,·。〔“‘,年关干多孔硅可以在近红外系统中纯
3、碎的化学腐蚀由于目和可见区辐射强烈的荧光的报道为硅在光电前的研究主要集中在阳极腐蚀方面,所以,本子领域开辟了比过去所想象的远为广泛和重文着重介绍用阳极腐蚀方法制备多孔硅的特收稿一一日期©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net。,性果指出多孔硅停止形成和抛光开始的电势一〔们,硅阳极腐蚀的特性与浓度和硅的电阻率及导电类型有关硅的阳极腐蚀是将硅片放在系统的但多孔硅停止形成或抛光开始的电流密
4、度,,。。。腐蚀槽内并接电源的正极腐蚀液接负极和与硅的导电类型及电阻率无关图、,。’。硅的阳极腐蚀特性与浓度外加电势掺给出了电流和与浓度的关系曲线杂浓度和导电类型有关。但无论这些参数如从图可见,在低电流密度和高脚浓度时,容,一何改变腐蚀期间的特性都有如图所易形成多孔硅而高电流密度和低浓度示的共同特征。时,容易发生电化学抛光在电流密度介于尸,,时硅的部分表面被多孔硅覆盖随浓度增加、过渡区变宽。〔了,多孔硅的生长速率、呀半子曰领侧娜域多孔硅的生长速率与硅衬底浓度导电巧类型及阳极腐蚀条件有关。图饭给出了生长速率与电流密度的关系曲线,
5、图给出了腐蚀时间与形成多孔硅层厚度的关系,多一一孔硅层厚度随时间增长呈平方限关系增加。电势任意单位‘”二一任了一不泪韶抽州瓣叫率图阳极腐蚀的特征井厂·‘厂“·”咬拭撇端器下,光强、亡呈分度氛灯区箩、《电二,人。。,式三任︶团流密度仁八电流密度一与生长速率的关系犷一〔恻哑似岸抽弓任︷,雌心王图临界电流密度与浓度的关系介爪‘。,飞被腐蚀的硅表面分为三个区电流密度小’夕‘,一’”。八’“‘,二默尹瓮一,,阳沙于时极腐蚀电流随外部电压的增加近指数增大,在该区,硅表面形成多孔硅佗在腐蚀时分钟、,电流密度大于阑值电流时硅表面电化学腐蚀时间
6、与多孔硅层厚度的关系,阳抛光发生极电流随外加电压的增加变化。、,不大在电流密度介于时表图多孔硅生长速率,。,,面有部分多孔硅形成随着电流密度的增加型硅无光照型硅有光照,「〕被多孔硅覆盖的硅表面比例变小当达到多孔硅的孔隙度时,无多孔硅形成,电化学抛光开始。实验结若阳吸腐蚀前硅片的质员是阴,阳极腐··©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net蚀后变为,除去多孔硅层后,硅片的质量隙度增大硅形
7、成的多孔硅直径可以从,￡。是则孔隙度定义为变到“了刀一州一多孔硅特性或。、,,、‘户户户一〔的,‘。。门多孔硅的电阻率式中脚和脚分别是体硅和多孔硅的。不同导电类型和电阻率的硅片通过阳极密度,。、、腐蚀制备成多孔硅后电阻率增大一般多孔阳极腐蚀时的电流密度浓度硅的硅的电阻率比原始硅片电阻率大约个导电类型及电阻率大小都对孔隙度产生影。。。数量级图给出了型硅形成的多孔响图给出了一族实验曲线就目前研究硅沿厚度方向测出的多孔硅电阻率与衬底电阻率关系的实验结果。多孔硅表现出的高阻特性将在多孔硅形成机制一节中加以说明。︵︶铸岁趁岸·铃乙国甚迎
8、忿‘。乙后门少电流密度。八图重掺杂型硅的多孔硅的孔隙率与一一艺一形成电流的关系为衬底电阻率。为,为图多孔硅层的电阻率与衬底电阻率的关系,、曰。〕的结论而言多孔硅的孔径孔径分布和孔隙多孔硅的微结构度与阳极腐蚀条件之间的关系为固定多孔硅层具有与单晶硅类似的晶体质浓度时,多孔硅的孔
