Особенности структуры пористого кремния, сформированного на сильнолегированных пластинах монокристаллического кремния электронного типа проводимости

Abstract

С помощью сканирующей электронной микроскопии изучены структуры поверхности и внутренних областей пористого кремния, полученного анодированием сильнолегированных пластин монокристаллического кремния электронного типа проводимости в растворе фтористоводородной кислоты при различных плотностях тока. Установлено, что на поверхности пористого кремния имеются поры темно-серого и светло-серого цветов, отличающиеся размерами и плотностью расположения. Поры темно-серого цвета имеют большие размеры, а их плотность примерно в 5–10 раз меньше, чем плотность светло-серых пор. Показано, что поры светло-серого цвета представляют собой неразвившиеся поры небольшой глубины, а темно-серые являются входными отверстиями глубоких пор бутылкообразной формы, проходящих от поверхности вглубь монокристалла. Эквивалентные диаметры светло-серых пор на поверхности пористого кремния составляют 12–15 нм и практически не зависят от плотности анодного тока. При этом эквивалентные диаметры темно-серых пор и средние расстояния между их центрами увеличиваются по линейному закону от 15 до 35 нм на поверхности и от 35 до 120 нм для внутренних областей пористого кремния при увеличении плотности тока от 30 до 90 мА/см2. Средняя толщина элементов кремниевого скелета на поверхности составляет около 3 нм и увеличивается до 5–6 нм во внутренних областях пористого кремния. Задавая плотность анодного тока, можно получать слои пористого кремния с различными структурными параметрами. Результаты исследований имеют практическую значимость для формирования композитных материалов на основе пористого кремния, который используется как пористая матрица для осаждения металлов и полупроводников.