Способ получения скрытых слоев пористого кремния

(51) 01 4/02 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Способ получения скрытых слоев пористого кремния позволяет получать поверхность кремния не нарушенной, что может быть использовано для формирования на пористом кремнии различных приборов и приборных структур с высокими электрическими параметрами омических и барьерных контактов. Способ получения скрытых слоев пористого кремния основан на особенностях сочетания режимов электрополировки,образования и накопления электролитического водорода, и вытравливания пор в объеме образца вблизи его поверхности.(72) Тныштыкбаев Курбангали Байназарович Рябикин Юрий Алексеевич Токмолдин Серикбол Жарылгапович(56) Д.Н. Горячев, Л.В.Беляков. О.М.Сресили. Формирование толстых слов пористого кремния при недостаточной концентрации неосновных носителей. Физика и техника полупроводников,2004, т.38,6. с.739-744(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СКРЫТЫХ СЛОЕВ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ 22831 Изобретение относится к областям нанотехнологии, микро- и наноэлектроники,солнечной и водородной энергетики и может быть использовано в приборостроении,материаловедении, в получении новых источников энергии. Известен способ получения пористых слоев кремния путем электрохимического анодного травления, когда анодная поляризация кремния ведет к окислению поверхности с образованием двуокиси кремния и растворению ее в растворах плавиковой кислоты (см. . .,т.35, 33 (1956), В.А.Лабунов, В.П.Бондаренко,В.Е.Борисенко. Пористый кремний в полупроводниковой электронике. Зарубежная электронная техника. М.ЦННИ Электроника 15,3, (1978), , , т.71,(1992),С.П.Зимин. Физика и техника полупроводников, т.34, 359 (2000), Д.Н. Горячев,Л.В.Беляков, О.М. Сресели. Физика и техника полупроводников, т.34, 1130 (2000), т.38, 739 (2004),А.С.Воронцов,Л.А.Осминкина,Е.А.Константиновна и др. Физика и техника полупроводников, т.41, 972 (2007), В.В. Болотов,Ю.А.Стенькин, Н.А. Давлеткильдеев и др. Физика и техника полупроводников, т-43, 100 (2009). Во всех способах получения пористого кремния с помощью анодного травления формирование пористости начинается с поверхности кремниевых образцов, что является недостатком и ведет к нарушению поверхности образца и ухудшает электрические параметры омических и барьерных контактов различных приборов и приборных структур на пористом кремнии. Известен способ получения пористого кремния ри типа проводимости путем электрохимического анодного травления в электролитах на основе плавиковой кислоты, как наиболее близкий к предлагаемому и который взят за прототип (Д.Н.Горячев, Л.В.Беляков, О.М. Сресели. О механизме образования пористого кремния. Физика и техника полупроводников, 2000,т. 33,9, с.1130-1134. Д.Н.Горячев, Л.В.Беляков,О.М.Сресели. Формирование толстых слоев пористого кремния при недостаточной концентрации неосновных носителей. Физика и техника полупроводников, 2004, т.38,6, с.739744). Процесс электрохимического анодного травления кремния в зависимости от условий эксперимента проводится при плотностях тока - от 1 мА/см 2 до 200 мА/см 2 и выше анодном напряжении от 0,1 до 400 В и выше, временах травления от несколько сек до несколько часов, в темноте без подсветки и с подсветкой. Это позволяет получать пористые поверхностные слои различных диаметров пор от единиц нанометров до сотен нанометров и более, толщин пористых слоев от десятков нм до сотен мкм. Недостатком данного способа является образование высокоомного нарушенного пористого поверхностного слоя кремния, что при всех известных достоинствах пористого кремния,начиная от развитой поверхности пор до проявления 2 квантово-размерных эффектов нанокристаллитных образований пор, отрицательно влияет на характеристики омических и барьерных контактов различных приборов и приборных структур на пористом кремнии. Предлагаемый способ получения скрытых слоев пористого кремния в объеме образца вблизи поверхности устраняет отмеченные недостатки,позволяя получить технический результат,состоящий в том, что поверхность кремния остается за счет него не нарушенной. Это позволяет формировать на пористом кремнии различные приборы и приборные структуры с высокими электрическими параметрами, включая омические и барьерные контакты. Способ получения скрытого слоя пористого кремния основан на особенностях сочетания режимов электрополировки,образования и накопления электролитического водорода, и вытравливания пор в объеме образца вблизи его поверхности. Пример 1. Для получения скрытого слоя пористого кремния пластины кремния р или -типа проводимости толщиной 250 мкм подвергались электрохимическому анодному травлению во фторопластовой ячейке при комнатной температуре без дополнительной подсветки. Электрохимическое травление проводилось при постоянном токе в водном растворе электролита. В результате травления сформирована упорядоченная система скрытых пор диаметром от 5 нм до 10 мкм,глубиной залегания от 1 мкм до 100 мкм и более в зависимости от параметров образца и режимов травления. Травление производилось только с одной стороны. Толщина непротравленного слоя составляла 50-100 мкм и регулировалась параметрами образца и условиями травления. Пример 2. Для получения пористого кремния пластины кремния р- или - типа проводимости толщиной 250 мкм подвергались электрохимическому анодному травлению во фторопластовой ячейке при комнатной температуре с дополнительной подсветкой. Электрохимическое травление проводилось при постоянном токе в водном растворе электролита. В результате травления сформирована упорядоченная система скрытых пор диаметром от 5 нм до 10 мкм,глубиной 150-200 мкм. Травление производилось только с одной стороны. Толщина непротравленного слоя составляла 50-100 мкм и регулировалась параметрами образца и условиями травления. Пример 3. Для получения пористого кремния пластины кремния р- или - типа проводимости толщиной 250 мкм подвергались электрохимическому анодному травлению во фторопластовой ячейке при комнатной температуре без дополнительной подсветки. Электрохимическое травление проводилось при варьируемом токе и варьируемом напряжении в водном растворе электролита. В результате травления сформирована градиентно-пористая структура систем срытых пор диаметром от 10 нм до 10 мкм и глубиной 150-200 мкм в зависимости от условий травления. 22831 Травление производилось только с одной стороны. Толщина непротравленного слоя составляла 50-100 мкм и регулировалась параметрами образца и условиями травления. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения скрытых слов пористого кремния путем электрохимического анодного травления р- или - типа кремния, отличающийся тем, что при длительном травлении используют образование водорода в режиме электрополировки и электролиза раствора фтористого водорода,диффузию водорода в объм кремния под действием электрического поля области пространственного обеднения зарядов полупроводника, накопление водорода и вытравливание пор в объме образца вблизи его поверхности.