單槽法制備多孔硅及其發(fā)光性能研究.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterPreparationofPorousSificonBySingleGrooveandtheStudyofItsLuminescencePropertiesByWangKunSupervisor：ProfChangqingLiMicroelectronicsandSolidStateElectronicsInformatio

2、nEngineeringSchoolApri2014摘要摘要硅材料是信息產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代微電子技術(shù)和工業(yè)的基礎(chǔ)，但硅同時(shí)也是一種間接帶隙半導(dǎo)體材料，發(fā)光效率低且發(fā)光峰不在可見光區(qū)域，一般不能用于光電子領(lǐng)域。上世紀(jì)九十年代，關(guān)于多孔硅在可見光域的光致發(fā)光現(xiàn)象的報(bào)道為實(shí)現(xiàn)硅基發(fā)光和光電集成帶來(lái)了希望，引起了廣泛關(guān)注。目前，關(guān)于多孔硅的相關(guān)研究取得了長(zhǎng)足發(fā)展，但仍存在較多重要問題尚未解決或存在爭(zhēng)議。本文在參閱相關(guān)領(lǐng)域文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，首先綜述了目前多孔

3、硅研究主要進(jìn)展，對(duì)多孔硅的發(fā)展歷程、制備方法、形成機(jī)理、發(fā)光機(jī)理及應(yīng)用前景做了簡(jiǎn)要介紹。在此基礎(chǔ)上，采用單槽電化學(xué)法實(shí)驗(yàn)裝置制備出了在不同的反應(yīng)條件下(包括刻蝕時(shí)間、刻蝕電流、刻蝕液濃度)的多孔硅樣品。通過(guò)掃描電子顯微鏡圖像和光致發(fā)光光譜對(duì)樣品表征，以此來(lái)研究制備條件對(duì)多孔硅樣品的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在漸變電流條件下所制備的樣品具有較高質(zhì)量的多孔結(jié)構(gòu)，并伴隨一些特殊結(jié)構(gòu)存在，如納米硅線結(jié)構(gòu)、火山口狀結(jié)構(gòu)、十字狀結(jié)構(gòu)等。通過(guò)SEM圖可以發(fā)現(xiàn)，樣

4、品表面出現(xiàn)若干個(gè)直徑較大的類似火山口型的刻蝕坑，坑底出現(xiàn)質(zhì)量較好的網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)均勻的分布并具有較薄的孔壁和較高的孔隙率，質(zhì)量較優(yōu)。一些區(qū)域成片出現(xiàn)直徑幾十納米的納米硅線結(jié)構(gòu)。在采用某型號(hào)單晶硅襯底實(shí)驗(yàn)時(shí)，樣品表面出現(xiàn)大量的十字狀結(jié)構(gòu)，交叉中心位置呈現(xiàn)正方形孔洞。鑒于上述部分現(xiàn)象如納米硅線結(jié)構(gòu)、火山口結(jié)構(gòu)(包括其底部出現(xiàn)的高孔隙率的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))未見相關(guān)報(bào)道，本文對(duì)上述現(xiàn)象作了描述和分析。關(guān)鍵詞：?jiǎn)尾垭娀瘜W(xué)腐蝕法多孔硅光致發(fā)