Macropore Formation Without Illumination on Low Doped n-Type Silicon

Abstract

Based on the current-burst-model, it is possible to obtain macropores even in low-doped n-type silicon without illumination. In this study, HF-containing electrolytes were systematically modulated with strong oxidants. Etching in the dark with low current densities, macropores with depths up to 40 m and pore-diameters between 150 nm and 500 nm were produced on low-doped n-type silicon where systematical macropore-formation without illumination has not been previously reported. In two cases, cylindrical pores with rather smooth walls were observed, and in several other cases, the noninterconnected pores were weaklybranched and thus had a distinct difference with classical heavily branched n-mesopores. By geometrical definition and morphological characterization, such pores could be termed "macropores" and thereby the current-burst-model was applied to interpret the mechanism concerning macropore formation.

On the origin of dissimilar pore evolution on patterned and unpatterned (100) n-type silicon

“…In the case of unpatterned samples, the top diameter of pores is considerably smaller than that of patterned samples. This can be clearly visualized if we compare Figure 2 more effectively in the stable pores and finally lead to a larger pore size, which is caused by a stronger oxidizing power of the thinner electrolyte in the pore, as can be deduced from CBM [29] and as evidenced in our previous work [44] . That is, if the etching conditions (except the HF concentration) remain unchanged, the diameter of pores is determined by chemistry and there is a negative correlation between [HF] and pore sizes.…”

Влияние перекиси водорода на фотоанодирование n-Si в режиме пробоя

“…Из рис. 4 и 6 видно, что для электролита на основе перекиси водорода при E = 0 пористая структура типична для той, что обычно наблюдается для пробоя в темноте [3,5,[11][12][13]. Она состоит из основных пор, которые представляют собой тонкие вертикальные каналы, заостренные книзу, и вторичных пор меньшего диаметра, распространяющиеся в горизонтальной плоскости.…”

“…Найденное из наклона этой прямой значение j ps = 24.10 мА/см 2 хорошо согласуется с величиной, рассчитанной по формуле [3]: [24]. В работе [11] скорость химического травления в смеси HF и H 2 O 2 оценивалась на 3 порядка меньшей, чем электрохимического. Расхождение с нашим результатом возможно обусловлено более развитой поверхностью использовавшегося нами макропористого кремния по сравнению с беспористым.…”

“…Перекись водорода используется как окислитель в составе фторсодержащего раствора при получении пор бестоковым методом в присутствии катализаторов из благородных металлов (metal assisted electrochemical etching MECE) [7] и для приготовления пористого кремния с использованием внутреннего источника тока [8]. До недавнего времени влияние окислителей на процесс электрохимического растворения n-Si изучался только при отсутствии освещения [9][10][11][12][13][14][15]. Анодирование при освещении в электролите, содержащем H 2 O 2 , стало исследоваться в работах группы Barillaro [6,16,17].…”

Self-Adjusting Electrochemical Etching Technique for Producing Nanoporous Silicon Membrane

“…Furthermore, variant diluents, whether organic or nonorganic, can alter the pore structure. An organic surfactant like DMF and Tetramethylammonium hydroxide (TMAH) also gives a different shape [51].…”