Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2019, выпуск 10 » Статья стр. 1575
<<<>>>
Влияние типа проводимости и уровня легирования кристаллов кремния на размеры каналов пор, формирующихся в них при анодном травлении в растворах плавиковой кислоты
DOI: 10.21883/JTF.2019.10.48175.91-19
Переводная версия: 10.1134/S1063784219100268
Фрейман В.М.1, Зегря Г.Г.1, Улин В.П.1, Зегря А.Г.1, Улин Н.В.1, Михайлов Ю.М.2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Институт проблем химической физики РАН, Черноголовка, Россия
Email: zegrya@theory.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 11 марта 2019 г.
В окончательной редакции: 11 марта 2019 г.
Принята к печати: 25 марта 2019 г.
Выставление онлайн: 19 сентября 2019 г.
PDF версия
Обсуждены причины разнонаправленного влияния изменений концентраций свободных носителей заряда в кристаллах кремния p- и n-типа проводимости на поперечные размеры пор, образующихся в них в результате анодного травления в растворах плавиковой кислоты, а также влияния на размер пор плотности анодного тока. Наблюдаемые зависимости объясняются исходя из представлений об электрохимическом порообразовании в кристаллах полупроводников, как о самоорганизующихся кооперативных процессах, сопровождающихся инжекцией электронов из области химической реакции на фронте продвижения пор. Различия в размерах пор, формирующихся при одинаковых плотностях тока в кристаллах, различающихся типом и концентрациями свободных носителей заряда, связываются с эффективной температурой фронта кооперативной химической реакции на дне прорастающих пор. Эта температура, в свою очередь, коррелирует с величиной плотности мощности тепловой энергии, выделяемой в приповерхностной области травящегося кристалла либо вследствие рекомбинационных процессов, для полупроводника p-типа проводимости, либо процессов прямой или опосредованной передачи энергии горячих электронов колебаниям решетки в случае полупроводника n-типа проводимости. Проведены расчеты характерных времен релаксации инжектируемых неравновесных электронов в зависимости от концентраций основных носителей заряда в кристаллах кремния обоих типов проводимости и соответствующих им толщин областей релаксационного энерговыделения. Выявленные закономерности концентрационных изменений плотности мощности тепловыделения в прифронтальной области травящихся кристаллов кремния p- и n-типа проводимости хорошо согласуются с наблюдаемыми изменениями размеров прорастающих в них пор. Ключевые слова: пористый кремний, размер пор, кооперативный процесс, инжекция носителей заряда, энерговыделение.
  1. Uhlir A. // Bell Syst. Tech. J. 1956. Vol. 35. P. 333-338
  2. Canham L.T. Properties of Porous Silicon. / Ed. by L.T. Visible. London: INSPEC, 1997. P. 249-255
  3. Kovalev D., Gross E., Kunzner N. et. al. // Phys. Rev. Lett. 2002. Vol. 89. P. 137401
  4. Kovalev D., Timoshenko V.Y., Kunzner N. et. al. // Phys. Rev. Lett. 2001. Vol. 87. P. 68301
  5. Улин В.П., Улин Н.В., Солдатенков Ф.Ю., Семенов А.В., Бобыль А.В. // ФТП. 2014. Т. 48. Вып. 9. С. 1243-1248
  6. Ксенофонтова О.И., Васин А.В., Егоров В.В., Бобыль А.В., Солдатенков Ф.Ю., Теруков Е.И., Улин В.П., Улин Н.В., Киселев О.И. // ЖТФ. 2014. Т. 84. Вып. 1. С. 67-78
  7. Астрова Е.В., Федулова Г.В., Смирнова И.А., Ременюк А.Д., Кулова Т.Л., Скундин А.М. // Письма в ЖТФ. 2011. Т. 37. Вып. 15. С. 87-94
  8. Zhang X.G. Electrochemistry of Silicon and Its Oxide. New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow: Kluwer Academic Publishers, 2004. 510 р
  9. Bisi O., Ossicini S., Pavesi L. // Surf. Sci. Rep. 2000. Vol. 38. P. 5-126
  10. Korotcenkov G. Porous Silicon from Formation to Application. Formation and Properties. Vol. 1. Taylor \& Francis Group, LLC, 2016. 423 p
  11. Lehmann V., Ronnebeck S. // J. Electrochem. Soc. 1999. Vol. 146. P. 2968-2975
  12. Lehmann V., Stengl R., Luigart A. // Mater. Sci. Eng. B. 2000. Vol. 69-70. P. 11-22
  13. Carstensen J., Christophersen M., Foll H. // Phys. Status Solidi A. 2000. Vol. 182. P. 63-69
  14. Улин В.П., Конников С.Г. // ФТП. 2007. Т. 41. Вып. 7. С. 867-877
  15. Улин В.П., Улин Н.В., Солдатенков Ф.Ю. // ФТП. 2017. Т. 51. Вып. 4. С. 481-496
  16. Databases, Archives and Catalogs. New Semiconductor Materials: Characteristics and Properties. URL: http://www.matprop.ru/
  17. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984. 306 с
  18. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. М.: Физматлит, 1974. 296 с
  19. Гантмахер В.Ф., Левинсон И.Б. Рассеяние носителей тока в металлах и полупроводниках. М.: Наука, 1984. 352 с

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme