Лопато Ульяна Павловна, магистрант
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
Тел.: +375 17 293-88-54
Lopato Ulyana Pavlovna, Master’s Student
220013, Minsk, P. Brovki St., 6
Tel.: +375 17 293-88-54
Лапутько Д. Д., магистрант
г. Минск
Laputko D. D., Master’s Student
Minsk
Гревцов Н. Л., науч. сотр. науч.-исслед. лаб. «Материалы и структуры наноэлектроники» (НИЛ 4.3)
г. Минск
Grevtsov N. L., Researcher at the Scientific Research Laboratory “Materials and Structures of Nanoelectronics” (Lab. 4.3)
Minsk
Бондаренко В. П., зав. НИЛ 4.3
г. Минск
Bondarenko V. P., Head of the Lab. 4.3
Minsk
С помощью сканирующей электронной микроскопии изучены структуры поверхности и внутренних областей пористого кремния, полученного анодированием сильнолегированных пластин монокристаллического кремния электронного типа проводимости в растворе фтористоводородной кислоты при различных плотностях тока. Установлено, что на поверхности пористого кремния имеются поры темно-серого и светло-серого цветов, отличающиеся размерами и плотностью расположения. Поры темно-серого цвета имеют большие размеры, а их плотность примерно в 5–10 раз меньше, чем плотность светло-серых пор. Показано, что поры светло-серого цвета представляют собой неразвившиеся поры небольшой глубины, а темно-серые являются входными отверстиями глубоких пор бутылкообразной формы, проходящих от поверхности вглубь монокристалла. Эквивалентные диаметры светло-серых пор на поверхности пористого кремния составляют 12–15 нм и практически не зависят от плотности анодного тока. При этом эквивалентные диаметры темно-серых пор и средние расстояния между их центрами увеличиваются по линейному закону от 15 до 35 нм на поверхности и от 35 до 120 нм для внутренних областей пористого кремния при увеличении плотности тока от 30 до 90 мА/см2. Средняя толщина элементов кремниевого скелета на поверхности составляет около 3 нм и увеличивается до 5–6 нм во внутренних областях пористого кремния. Задавая плотность анодного тока, можно получать слои пористого кремния с различными структурными параметрами. Результаты исследований имеют практическую значимость для формирования композитных материалов на основе пористого кремния, который используется как пористая матрица для осаждения металлов и полупроводников.
Using scanning electron microscopy, the structures of the surface and internal regions of porous silicon obtained by anodizing heavily doped plates of single-crystal silicon with electron conductivity in a hydrofluoric acid solution at different current densities were studied. It is found that the porous silicon surface has dark gray and light gray pores, which differ in size and surface distribution density. Dark gray pores possess larger sizes, and their density is about 5–10 times less than that of light gray pores. Based on the cross-section imagery, it is shown that light gray pores correspond to underdeveloped channels of small depth, while dark gray pores are the entrance points of deep bottle-shaped channels passing from the surface into the depth of the silicon wafer. The equivalent diameters of light gray pores on the surface of porous silicon are 12–15 nm and are practically independent of the anodic current density. At the same time, the equivalent diameters of dark gray pores and average distances between their centers increase linearly from 15 to 35 nm on the surface and from 35 to 120 nm in the volume of porous silicon when the current density is increased from 30 to 90 mA/cm2. The average thickness of silicon skeleton elements is about 3 nm on the surface and increases to 5–6 nm in the volume. By setting the density of the anode current, it is possible to obtain layers of porous silicon with different structural parameters. The obtained research results have practical significance for the formation of composite materials based on porous silicon, which can be used as a porous matrix for the deposition of metals and semiconductors.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.