Preview

Доклады БГУИР

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИИ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН НА МЕХАНИЗМ ИХ АНОДИРОВАНИЯ

https://doi.org/10.35596/1729-7648-2020-18-1-59-66

Полный текст:

Аннотация

Проведено исследование влияния кристаллографической ориентации кремниевых пластин на процесс формирования слоев пористого кремния методом электрохимического анодирования во фтористоводородной кислоте. Анализ изображений сколов образцов с различной кристаллографической ориентацией, полученных методом сканирующей электронной микроскопии, показал, что поры в пористом кремнии на пластинах с ориентацией (111) имеют более разветвленный древообразный вид и большую пористость по сравнению с таковыми на пластинах с ориентацией (100). Данная особенность объясняется различиями в строении приповерхностного слоя кристалла и количестве связей Si-Si в разных направлениях. Так, у кристалла с ориентацией (100) каждый поверхностный атом кремния имеет две связи, соединяющие его с находящимися ниже атомами, а также две поверхностные оборванные связи, способные вступать во взаимодействие с ионами фтора. При анодировании путем инжекции электронов в кремний прикладывается энергия, достаточная для разрыва нижних связей с образованием SiF комплекса. Наличие двух связанных с поверхностным атомом кремния ионов фтора приводит к ослаблению связей поверхностного атома Si с нижерасположенными, делая разрыв связей Si-Si более энергетически выгодным. Для кристалла же с ориентацией (111) у атомов кремния присутствует только одна оборванная связь на поверхности, а для разрыва связей с нижерасположенными атомами кремния требуется бóльшая энергия активации в связи с их бóльшим количеством (три по сравнению с двумя для (100)). Заключено, что именно по данной причине травление подложек с ориентацией (111) происходит медленнее. Полученные результаты позволяют оценить влияние кристаллической структуры на процесс травления, в частности на его скорость и направление, что является особенно важным фактором при анодировании пластин с ориентацией (111).

Об авторах

Н. Л. Гревцов
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь

Гревцов Никита Леонидович, магистрант кафедры микро- и наноэлектроники

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6, тел. +375 (17) 293-88-54



А. В. Клименко
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
магистрант кафедры микро- и наноэлектроники


А. Д. Гурбо
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
магистрант кафедры микро- и наноэлектроники


В. П. Бондаренко
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
к.т.н., доцент, заведующий НИЛ 4.3 НИЧ


Список литературы

1. Korotcenkov G. Porous Silicon: From Formation to Application: Formation and Properties, Volume One. New York: CRC Press; 2016.

2. Korotcenkov G., Cho B.K.. Porous semiconductors: Advanced material for gas sensor applications. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 2010;35(1):1-23. DOI: 10.1080/10408430903245369

3. Kochergin V., Föll H. Porous Semiconductors: Optical Properties and Applications. London: Springer; 2009.

4. Jakubowicz J. Nanoporous silicon fabricated at different illumination and electrochemical conditions. Superlattices and Microstructures. 2007;41(4):205-215. DOI: 10.1016/j.spmi.2006.12.003.

5. Sailor M.J. Fundamentals of Porous Silicon Preparation. New York: Wiley; 2012.

6. Xiao C., Guo J., Zhang P. Chen C., Chen L., Qian L. Effect of crystal plane orientation on tribochemical removal of monocrystalline silicon. Scientific Reports. 2017;7(40750). DOI: 10.1038/srep40750

7. Manilov A.I., Skryshevsky V.A. Hydrogen in porous silicon. Materials Science and Engineering B. 2013;178:942-955. DOI: 10.1016/j.mseb.2013.05.001

8. Dhanekar S, Jain S. Porous silicon biosensor: Current status. Biosensors and Bioelectronics. 2013;41:54-64. DOI: 10.1016/j.bios.2012.09.045

9. Monteiro T.S., Kastytis P., Goncalves L.M., Minas G., Cardoso S. Dynamic Wet Etching of Silicon through Isopropanol Alcohol Evaporation. Micromachines. 2015;6(10):1534-1545. DOI: 10.3390/mi6101437

10. Adams T., Layton R. Introductory MEMS: Fabrication and Applications. New York: Springer; 2010.


Для цитирования:


Гревцов Н.Л., Клименко А.В., Гурбо А.Д., Бондаренко В.П. ВЛИЯНИЕ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИИ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН НА МЕХАНИЗМ ИХ АНОДИРОВАНИЯ. Доклады БГУИР. 2020;18(1):59-66. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2020-18-1-59-66

For citation:


Grevtsov N.L., Klimenka A.V., Hurbo A.D., Bondarenko V.P. INFLUENCE OF SILICON WAFER CRYSTALLOGRAPHIC ORIENTATION ON ANODIZATION MECHANISM. Doklady BGUIR. 2020;18(1):59-66. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2020-18-1-59-66

Просмотров: 107


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1729-7648 (Print)
ISSN 2708-0382 (Online)