多孔硅電容變化規(guī)律及相關(guān)探測器研究(參考版)
2025-06-21 08:31本頁面
【正文】 參考文獻(xiàn)[1] Turner D R. Electropolishing silicon in hydrofluoric acid solution[J]. Electrochem. Soc. 1958,105:402~404[2] Canham L T. Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers[J].Appl Phys Lett. 1990. 57(10):1046~1048[3] 涂楚轍，[J].功能材料,2000,31(2):139~141.[4] Herino R,et and pore size distributions of porous silicon layers[J].,134:1994~1998.[5] Beale M .I .J,et experimental and theoretical study of the formation and microstructure of porous silicon. J Crys Growth. （6）：622~632[6] Smith R L . et al . A theoretical model of the formation morphologies of porous silicon. J Electron Material, (6):53~58[7] Lehmann V et silicon formation:a quantum wire Phys Lett. (8):856~858。進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)但是測量結(jié)果相差甚小，可見多孔硅材料制成的電容重復(fù)性比較好。 數(shù)據(jù)整合與分析一樣的樣品我們進(jìn)行了三次測量，統(tǒng)計(jì)出數(shù)據(jù)，作出RHC曲線First timerelative humidity (%RH)50708090capacitance (pF)Second timerelative humidity (%RH)60708090capacitance (pF)Third timerelative humidity (%RH)4050607080capacitance (pF)25 176。實(shí)驗(yàn)的測量是采用下圖的銅片叉指電容：在黑色部分分布些許多孔硅，作為感濕材料，制成感濕器件。樣品制得時(shí)一般呈金屬光澤，將表面烘干，分別置于不同的濕度環(huán)境中 多孔硅濕敏特性測試傳統(tǒng)的叉指電容如上圖所示，底板是硅片，制作成本較高。我們的實(shí)驗(yàn)在電流密度分別選擇了每平方厘米20mA,50mA,70mA,分別刻蝕10分鐘，20分鐘，每一種樣品做兩份。電容就可以根據(jù)電流密度大小乘以接觸表面積再乘以電阻大小，其結(jié)果加上三極管中一個(gè)PN結(jié)的導(dǎo)通電壓的大?。ǎ┘纯?。電路控制桌面如圖所示，電流大小和刻蝕時(shí)間控制多孔硅的刻蝕深度和孔度。 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中我們使用的是P型Si襯，電解質(zhì)溶液是40%的HF酸，陽極為硅襯，鋁電極與硅為背面接觸，陰極為惰性金屬鉑（Pt），實(shí)驗(yàn)在20℃左右的環(huán)境中進(jìn)行，應(yīng)用陽極氧化技術(shù)在單晶硅上生長一層多孔硅薄膜。 3. 烘干和干燥保存。先用去離子水沖洗硅片。經(jīng)測試將單晶硅片劃成1cmx1cm的小片待用。這是非常關(guān)鍵的一道工序，因?yàn)閱尉Ч桀A(yù)處理的好壞直接影響到實(shí)驗(yàn)的效果。 準(zhǔn)備工作實(shí)驗(yàn)前，先將室溫控制在20℃，室內(nèi)保持干凈，環(huán)境相對濕度盡量保持恒定，把實(shí)驗(yàn)所用的容器用去離子水洗干凈并干燥保存。硅表面的空穴是由于表面擊穿產(chǎn)生的。對于N型硅，由于空穴是少數(shù)載流子，情況則與P型硅不同。H+漂移到陰極,在陰極和電子結(jié)合后放出H2:2H+ +2e2H2從上述的反應(yīng)來看，陽極腐蝕要求空穴從硅的體內(nèi)輸送到表面，對于P型硅，由于硅本身就存在空穴，所以空穴的輸運(yùn)過程比較簡單。在本實(shí)驗(yàn)中，我們使用的是陽極腐蝕，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，
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