面向MEMS及3D集成应用,开展了光辅助下硅基宏孔快速腐蚀技术及其机理和模型研究。在强氧化剂、高HF浓度和大电流密度条件下,实现了N型硅上快速宏孔腐蚀,达到1800μm/h;以DMF为有机溶剂,实现了P型硅上快速宏孔腐蚀,达到1900μm/h,为现有报道最快。提取了典型PSi快速孔腐蚀过程的关键参数,通过阻抗谱方法分析了赫尔姆兹双电层电势降等因素的影响,对SCR传统模型进行了修正。提出一种部分氧化衬底(POPS)上二次电化学腐蚀方法制作自定位纳米尺度孔阵列的技术,并以"第次耗尽"模型解释随深度纳米孔阵列的"瓶颈"限制效应的机理及与传统模型SCR的差异。分析了HF 电解液中双氧水、DMF等添加剂的氧化力、钝化力以及硅溶解价、硅-电解液界面等因素的影响,通过调制电流密度,实现了同一衬底上三种不同类型孔结构(宏、介、微)及其组合的多层结构的制备。提出一种新型的利用外加压力改变电场分布抑制PSi宏孔边缘效应的方法。基于PSi宏孔快速腐蚀方法成功制作了一系列高深宽比微纳结构;实现了4"衬底上的PSi宏孔制作。尝试利用HCl基电解液在锗上成功制出了100nm量级、深宽比50的多孔。
英文主题词Porous Silicon;macropore;fast formation;light-assited electrochemical etching; impedance spectroscopy