Naslov
Elektrokemijsko jetkanje silicija na izolatoru
(Electrochemical etching of silicon on insulator)

Autori
Balarin, Maja

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Priridoslovno-matematički fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
12.07

Godina
2011

Stranica
137

Mentor
Ivanda, Mile

Ključne riječi
Porozni silicij; silicij na izolatoru; epitaksijalni i polikristalni silicij; Ramanova spektroskopija; FTIR; SEM
(Porous silicon; SOI; epitaxial and polycristaline silicon; Raman spectroscopy; FTIR; SEM)

Sažetak
Cilj istraživanja u okviru ove disertacije je utvrditi strukturna, optička i kemijska svojstva nove vrste poroznog silicija izrađenog na pločicama s različito dopiranim epitaksijalnim slojem kao i na pločicama silicija na izolatoru. U tu svrhu izrađene su dvije komore za jetkanje te je napravljen eksperimentalni postav koji omogućava jetkanje pločica različitih dimenzija s istosmjernom i izmjeničnom strujom. Variranjem koncentracije etanolne otopine fluorovodične kiseline, gustoće struje jetkanja i vremena jetkanja dobile su se porozne strukture različitih morfologija i različitih optičkih svojstava. Uzorci su analizirani Ramanovom spektroskopijom, infracrvenom spektroskopijom s Fourierovom transformacijom, fotoluminiscentnom spektroskopijom i pretražnom elektronskom mikroskopijom. Jetkanjem monokristalnog silicija n-tipa u području jakih struja dobiven je fraktalni oblik površine velike efektivne površine po jedinici volumena, što može biti interesantno za primjene u biomedicini. Kod jetkanje epitaksijalnog n-tipa silicija različitih debljina od 5 i 20 m na površini slojeva formiraju se veće pore dislokacijskog tipa koje vrše ulogu ulaznih kanal za F- ione u sloj. Kod produženih vremena jetkanja dolazi do kompletnog odvajanja epitaksijalnog sloja te se tako dobivaju dvije dramatično različite porozne strukture u epitaksijalnom sloju i supstratu. Ovaj postupak je ujedno i nova metoda za izradu samostojećeg sloja makroporoznog silicija koji se može koristiti u budućim istraživanjima razvoja biosenzora i termoelektričnih uređaja. Kod jetkanja supstrata n-tipa debljine 280 m dobivaju se slojevi poroznog silicija s nano porama. Ovakvi filmovi pokazuju intenzivnu fotoluminescenciju. Najveća pažnja je posvećena jetkanju monokristalnog silicija p-tipa na izolatoru što predstavlja i znanstveni i tehnološki izazov zbog prirode samih proces jetkanja kao i zbog moguće primjene takvog silicija u razvoju novih senzora. Kod jetkanja istosmjernom strujom nastaju duboke pore većih dimenzija, a kod jetkanja izmjeničnom strujom nastaju vlaknaste strukture i otoci koji pokazuju jaku fotoluminiscenciju. Stajanjem na zraku ove strukture jako oksidiraju što dodatno ukazuje na njihovu nanometarsku poroznost. Izmjereni intenzitet fotoluminiscencije kod uzoraka silicija na izolatoru izuzetno je visok, te je u odnosu na sve uzorke predstavljene u okviru ove disertacije intenzivniji za faktor 100 i više puta. Na temelju istraženih svojstava različitih tipova proizvedenog poroznog silicija u budućim istraživanjima odredila bi se optimalna svojstva za razvoj biosenzora, termoelektričnih uređaja i podloga za površinski pojačano Ramanovo raspršenje (tzv. SERS).

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Fizika

POVEZANOST RADA