новая папка 1 / 310635

2.Провести травление пластины кремния в электрохимической ячейке, изготовленной из инертного по отношению к компонентам электролита фторопласта (рис. 5). Для этого пластину кремния закрепить в ячейке с помощью металлического зажима и погрузить в раствор электролита на глубину около 1 см. На приборе контроля и измерения электрического тока (СКУТ) установить необходимую величину тока. После окончания процесса травления выключить СКУТ. Образец извлечь из ванны.

3.Непосредственно после травления образцы пористого кремния про-

мыть в дистиллированной воде при комнатной температуре в течение 5 мин., затем в изопропиловом спирте также в течение 5 мин. Промывка проводится с целью удаления из пор остатков электролита.

4. Высушить образцы при комнатной температуре.

Методические указания по выполнению работы

Перед выполнением заданий необходимо изучить устройство установки для электрохимического травления кремния, методические указания по выполнению лабораторной работы. В качестве исходного материала для получения пористого кремния использовать пластины монокристаллического кремния марки КЭФ (кремний, легированный фосфором) с удельным сопротивлением ρ = 0.2 – 1.0 Ом/см2 и ориентациями (100), (111). Раствор электролита приготавливается смешиванием плавиковой кислоты (40 %) с изопропиловым спиртом и перекисью водорода (10 %) в соотношении 2 : 2 : 1. Травление проводится в гальваностатическом режиме при плотности тока 15 мА/см2 в течение 10 минут. Вследствие U-образной конструкции электрода пластина кремния протравливается одновременно с двух сторон. Суммарная площадь двух сторон исходной поверхности пластины, погруженной в электролит, составляет 2 см2.

Рис. 5. Схема электрохимического травления образцов пористого кремния СКУТ – система контроля и установки тока

11

Контрольные вопросы

1.Какие способы получения пористого кремния известны в настоящее

время?

2.В чем заключаются преимущества электрохимического способа получения пористого кремния?

3.Опишите основные процессы, происходящие при электрохимическом получении пористого кремния.

4.В чем состоят отличия морфологических и физических свойств пористого кремния от кристаллического прототипа?

Литература
1. Hummel R. E. Novel technique for preparing porous	silicon /
R. E. Hummel, S.-S. Chang // Appl. Phys. Lett. – 1992. – V. 61,	No. 16. –

P.1965–1967.

2.Бреслер М. С. Физические свойства и фотолюминесценция пористого кремния / М. С. Бреслер, И. Н. Яссиевич // Физика и техника полупро-

водников. – 1993. – Т. 27, No. 5. – C. 871–883.

3. Lehmann V. Porous silicon formation: A quantum wire effect /

V.Lehmann, U. Gosele // Appl. Phys. Lett. – 1991. – V. 58, No. 8. – P. 856–858.

4.George C. John. Theory of the Photoluminescence Spectra of Porous Silicon / George C. John, Vijai A. Singh // Phys. Rev. B. – 1994. – V. 50, No. 8. – P. 5329–5334.

5.Горячев Д. Н. Электролитический способ приготовления пористого кремния с использованием внутреннего источника тока / Д. Н. Горячев, Л. В. Беляков, О. М. Сресели // Физика и техника полупроводников. – 2003. – Т. 37, вып. 4. – С. 494–498.

6.Компан М. Е. О механизме самоформирования наноразмерных

структур por-Si при бестоковом водном травлении / М. Е. Компан, И. Ю. Шабанов // Физика и техника полупроводников. – 1995. – Т. 29,

вып. 10. – C. 1859–1869.

7.Горячев Д. Н. О механизме образования пористого кремния / Д. Н. Горячев, Л. В. Беляков, О. М. Сресели // Физика и техника полупро-

водников. – 2000. – Т. 34, вып. 9. – С. 1130–1133.

8.Кашкаров П. К. Люминесценция пористого кремния / П. К. Кашка-

ров, В. Ю. Тимошенко // Природа. – 1995. – № 12. – С. 12–20.

9.Тимохов Д. Ф. Влияние кристаллографической ориентации кремния на формирование кремниевых нанокластеров в процессе анодного электрохимического старения / Д. Ф. Тимохов, Ф. П. Тимохов // Физика и техника полупроводников. – 2009. – Т. 43, вып. 1. – С. 95–99.

12

10.Сравнительное исследование оптических свойств пористого крем-

ния и оксидов SiO и SiO2 / А. Н. Образцов [и др.] // Физика и техника полу-

проводников. – 1999. – Т. 33, № 3. – С. 322–326.

11.Yung K. M. Developments in Luminescent Porous Si / K. M. Yung, S. Shin, and D. L. Kwong // J. Electrochem. Soc. – 1993. – V. 140, No. 10. – P. 3046– 3064.

13

Учебное издание

ПОЛУЧЕНИЕ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ

Учебно-методическое пособие для вузов

Составители: Юраков Юрий Алексеевич, Леньшин Александр Сергеевич, Середин Павел Владимирович

Редактор И.Г. Валынкина Компьютерная верстка О.В. Шкуратько

Подписано в печать 19.02.2014. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 0,81. Тираж 50 экз. Заказ 1272.

Издательский дом ВГУ.

394000, Воронеж, пл. им. Ленина, 10. Тел. 208-298, 598-026 (факс) http://www.ppc.vsu.ru; e-mail: [e-mail]

Отпечатано в типографии Издательского дома ВГУ. 394000, г. Воронеж, ул. Пушкинская, 3. Тел. 204-133

14