电化学刻蚀制备多孔InP.pdfVIP

j型———————————一一 丝 丝 丝 壁 !!!!生堂型!!!!堂 电化学刻蚀制备多孔InP’ 翁占坤1’2，申慧娟1，刘爱民1，刘艳红1，徐峰，，罗慧晶， (1．大连理工大学三束材料改性国家重点实验室，大连理工大学物理系，辽宁大连116024 2．长春理工大学生命科学学院，吉林长春130022) 摘要： 利用扫描电子显微镜(SEM)对电化学刻蚀形孔的SEM形貌照片。图2是1号样品刻蚀后表面 多孔InP的形貌进行了表征，用耗尽层模型和场强化 效应模型讨论了多孔InP刻蚀的机制。 规则形状；而图2(b)孔壁呈亮白色，且均直光滑，厚约 关键词： 多孔InP；电化学刻蚀；耗尽层；场强化 中闰分类号：TN304．2；TQl53．6文献标识码：A 掺杂InP基片刻蚀，得到了具有匀直光滑孔壁的孔。 文章编号：1001—9731(2006)增刊一0324—02 图3是2号样品刻蚀后得到的SEM表面形貌照片，可 以看到·区间内只有一排间距不等的线形排列的椭圆 1 引 言 形大孔t孔径约3／arn。从放大后的插图上可以更加清 1955年Uhlir口1在实验室中对硅片表面进行电抛 晰地看到，孔口呈平滑椭圆状。除了约3pm宽的线形 光时首次发现了多孔硅，1990年Canhamc”报道了室区外，其它区域比较平坦，没有孔形成。 温下多孔硅的光致发光现象，其后InP、GaAs及GaP 等Ⅲ一V族化合物半导体材料电化学刻蚀的研究也开 展了起来(3]。同其它Ⅲ一V族半导体材料一样，InP具 有高电子迁移率、负阻效应显著、高热导率及高信噪比 等特点而成为研究的热点。在过去的实验中，我们研 究了规则纳米阵列多孔InP的制备、光荧光(PL)谱特 性分析和拉曼(Raman)谱表征等[4～63。本文报道了不 同掺杂浓度的InP电化学刻蚀的结果，并根据SEM形 囤1 电化学刻蚀制备多孔InP装置示意图 貌照片，研究了多孔InP刻蚀的机理。 1 forelectrochemical Fig Setup of etchingporous 2实验 InP 研究表明，多孔si的起始过程与表面不均匀性有 图1为电化学刻蚀InP装置示意图。刻蚀设备为 关，表面的不均匀性使凹处局部有较高的电流密度。 普林斯顿应用捌t研究中心263A型恒电流／电位仪。 实验采用标准的三电极模式，Pt为阴极，饱和KCl甘示了1号和2号样品经刻蚀后在表面缺陷处形成不规 汞为参比电极，InP为工作电极，工作电极和参比电极 则形状孔和椭圆形孔。可以根据Beal等”3提出的耗 间距为2an。1号样品和2号样品分别是掺杂浓度为 尽层和场强化模型解释InP的刻蚀机理。耗尽层模型 10“和10”cm。的硫掺杂n型(100)InP单晶片。刻蚀 认为孔壁上载流子总是被耗尽的，与体材料和电解液 前，经过脱脂、清洗、烘干等工艺过程处理。用银浆将 相比，阻抗较高，所以在垂直孔壁的方向刻蚀速率相当 样品粘在电极上，在烤箱中烘烤20min后银浆及光刻小。但是，孔底处曲率半径小，形成一个电场局域化增