HCl浓度对多孔硅微结构及Si-H键合的影响*

采用电化学湿法刻蚀制备了P型多孔硅, 通过改变HCl溶液浓度来调整刻蚀液中的氢离子浓度。制备出的多孔硅孔径相同, 孔深随着氢离子浓度的提高呈线性增大直至恒定。基于电流突发模型阐述了结构参数的变化: 孔径的形成开始于刻蚀的初始阶段, 空穴主导了初始阶段的腐蚀, 空穴的迁移与消耗过程就是孔径扩张和孔壁形成的过程, 该过程与硅片本身的性能密切相关, 与氢离子浓度无关, 故孔径基本恒定; 氢离子浓度的提高加快氢的置换反应直至平衡, 从而使反应总速率提高直至恒定, 因此孔深先线性增大然后保持恒定; Si-H含量在一定范围内与孔深的变化吻合呈现上升趋势, 且键合形式以Si-H2为主