本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能改善多孔硅薄膜縱向物理結(jié)構(gòu)均勻性的新方法。
背景技術(shù)：
多孔硅是一種獨(dú)特納米硅原子簇骨架的“量子海綿”或“樹枝”狀微結(jié)構(gòu)硅基材料，它具有比表面積大、生物兼容性好、室溫可發(fā)光和折射率可調(diào)等特點(diǎn)。1956年，Uhlir對Si片在HF溶液中進(jìn)行電化學(xué)拋光處理時(shí)發(fā)現(xiàn)了多孔硅的存在以來，尤其是在 1990 年 L.T. Canham 發(fā)現(xiàn)多孔硅的光致發(fā)光現(xiàn)象以后，這些發(fā)現(xiàn)為多孔硅的研究開辟了新的紀(jì)元。到目前為止，對多孔硅的理論研究主要集中在制備方法、形成機(jī)理、微觀結(jié)構(gòu)、發(fā)光機(jī)理和穩(wěn)定化處理等方面；同時(shí)，其應(yīng)用研究主要表現(xiàn)在傳感器、光電子器件、太陽能電池、生物技術(shù)、光催化和超級電容器等領(lǐng)域。
據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，多孔硅材料的特性如多孔度、折射率、物理厚度、均勻性、表面和界面平整度、孔徑和微結(jié)構(gòu)等強(qiáng)烈依賴于陽極腐蝕參數(shù)，這些腐蝕參數(shù)包括腐蝕液的組成成分、腐蝕電流的密度、腐蝕時(shí)間、硅片的類型和電阻率等。從已有的文獻(xiàn)得出如下結(jié)論：在正常的恒電流密度腐蝕條件下，隨腐蝕深度的增加，多孔度變大或折射率變小，導(dǎo)致多孔硅沿縱向方向物理結(jié)構(gòu)的不均勻性，也導(dǎo)致了多孔硅多層膜界面的界面性能和平整性變差。
現(xiàn)階段，為了制備得到多孔硅縱向物理結(jié)構(gòu)均勻性的多孔硅膜，一般采用遞減腐蝕電流密度的方法等來改善多孔硅縱向物理結(jié)構(gòu)均勻性，這些方法雖然改善了多孔硅縱向物理結(jié)構(gòu)均勻性，但增加了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的復(fù)雜性，有待進(jìn)一步改善。
本發(fā)明直接在多孔硅制備完成后，對多孔硅薄膜使用NaOH溶液腐蝕和溶解多孔硅，得到縱向均勻性改善的多孔硅薄膜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服目前采用遞減腐蝕電流密度法等對多孔硅均勻性處理所帶來的設(shè)備復(fù)雜性、縱向物理結(jié)構(gòu)均勻性有待進(jìn)一步改善的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種能改善多孔硅薄膜縱向物理結(jié)構(gòu)均勻性的新方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種能改善多孔硅薄膜縱向物理結(jié)構(gòu)均勻性的方法，其特征在于，該方法是在多孔硅制備完成后，立即將多孔硅浸入NaOH溶液中進(jìn)行腐蝕與溶解。一方面，根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道：由于隨NaOH濃度增加導(dǎo)致對多孔硅腐蝕與溶解速率增加，在縱向方向上，多孔硅與NaOH反應(yīng)生成的反應(yīng)物向外擴(kuò)散呈現(xiàn)一定梯度，越靠近多孔硅表面，NaOH溶液濃度越高，相反，離多孔硅表面越遠(yuǎn)，NaOH溶液濃度越?。ǘ嗫坠枧cNaOH反應(yīng)生成的反應(yīng)物越多），導(dǎo)致沿縱向方向上越向下腐蝕與溶解能力越弱；另一方面，由于在正常的恒電流密度的腐蝕條件下，隨腐蝕深度的增加，多孔硅的多孔度沿縱向方向變大或折射率變小，在一定條件下，二者達(dá)到動態(tài)平衡，從而導(dǎo)致多孔硅多孔度在縱向方向上保持一致。
優(yōu)選地，上述NaOH溶液是按NaOH：去離子水以質(zhì)量比為（1-1000）:100000來配制的；并通過調(diào)節(jié)腐蝕與溶解后處理時(shí)間來控制多孔硅縱向方向的均勻性。
優(yōu)選地，在多孔硅制備完成后，使用NaOH溶液腐蝕與溶解前，采用去離子水沖洗多孔硅。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的有益效果：在多孔硅制備完成后，立即將多孔硅浸入NaOH溶液中進(jìn)行腐蝕與溶解。一方面，由于在正常的恒電流密度的腐蝕條件下，隨腐蝕深度的增加，多孔硅的多孔度沿縱向方向變大或折射率變?。涣硪环矫?，由于隨NaOH濃度增加導(dǎo)致對多孔硅腐蝕與溶解速率增加，在縱向方向上，多孔硅與NaOH反應(yīng)生成的反應(yīng)物向外擴(kuò)散呈現(xiàn)一定梯度，越靠近多孔硅表面，NaOH溶液濃度越高，相反，離多孔硅表面越遠(yuǎn)，NaOH溶液濃度越小（腐蝕反應(yīng)物越多），導(dǎo)致沿縱向方向上越向下腐蝕與溶解能力越弱。在一定條件下，二者達(dá)到動態(tài)平衡，從而導(dǎo)致多孔硅多孔度在縱向方向上保持一致。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。以下所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明做其他形式的限制，任何本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可能利用本發(fā)明公開的技術(shù)內(nèi)容加以變更為同等變化的等效實(shí)施例。故凡是未脫離本發(fā)明方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以下實(shí)施例做簡單修改或等同變化，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例一
本發(fā)明的這種能改善多孔硅縱向物理結(jié)構(gòu)均勻性的方法，具體包括如下步驟：
1、在后處理腐蝕槽內(nèi)放有配制好的NaOH溶液，它是按NaOH：去離子水以質(zhì)量比為1:2500來配制的，并通過調(diào)節(jié)腐蝕與溶解后處理時(shí)間來控制多孔硅縱向方向的均勻性。
2、在室溫條件下，在多孔硅制備完成后，立即將多孔硅薄膜使用去離子水沖洗干凈后再全部浸入上述NaOH溶液中進(jìn)行腐蝕與溶解處理，腐蝕與溶解時(shí)間為5min。
3、為了研究問題的方便，我們選擇了兩組實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)參數(shù)和對應(yīng)的數(shù)據(jù)如下：
4、根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合上述的實(shí)驗(yàn)條件，兩片多孔硅膜使用NaOH溶液腐蝕與溶解前的多孔度分別約為54%、56%；使用NaOH溶液腐蝕與溶解后的多孔度分別約為56%、58%，厚度大約分別為1.30μm、2.50μm；
5、處理完畢后，使用去離子水沖洗，最后在空氣中干燥；
6、多孔硅樣品通過反射譜、光致發(fā)光譜和SEM進(jìn)行分析研究；
7、檢驗(yàn)合格后即為成品。
實(shí)施例二
本發(fā)明的這種能改善多孔硅縱向物理結(jié)構(gòu)均勻性的方法，具體包括如下步驟：
1、在后處理腐蝕槽內(nèi)放有配制好的NaOH溶液，它是按NaOH：去離子水以質(zhì)量比為1:4000來配制的，并通過調(diào)節(jié)腐蝕與溶解后處理時(shí)間來控制多孔硅縱向方向的均勻性。
2、在室溫條件下，在多孔硅制備完成后，立即將多孔硅薄膜使用去離子水沖洗干凈后再全部浸入上述NaOH溶液中進(jìn)行腐蝕與溶解處理，腐蝕與溶解時(shí)間為8min。
3、為了研究問題的方便，我們選擇了兩組實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)參數(shù)和對應(yīng)的數(shù)據(jù)如下：
4、根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合上述的實(shí)驗(yàn)條件，兩片多孔硅膜使用NaOH腐蝕與溶解前的多孔度分別約為60%、63%；使用NaOH溶液腐蝕與溶解后的多孔度分別約為62%、65%，厚度大約分別為2.60μm、3.10μm；
5、處理完畢后，使用去離子水沖洗，最后在空氣中干燥；
6、多孔硅樣品通過反射譜、光致發(fā)光譜和SEM進(jìn)行分析研究；
7、檢驗(yàn)合格后即為成品。