用于RF无源器件的氧化多孔硅隔离层技术

为了提高片上射频(RF)无源器件的性能,可以利用氧化多孔硅厚膜隔离硅衬底来降低硅衬底的高频损耗.通过采用Serenade SV建模对共面波导传输性能的分析,计算了不同厚度的氧化多孔硅隔离层硅衬底的损耗.结果表明氧化多孔硅(OPS)隔离层能够极大地降低硅衬底在高频条件下的损耗.实验制备过程中采用电化学阳极氧化法在n+衬底上制备了多孔硅厚膜,继而将孔隙度大于56%的多孔硅样品利用两步氧化法氧化为氧化多孔硅厚膜,有效地解决制备过程中的隆起失效和崩裂失效问题.测量了多孔硅的生长速率和氧化多孔硅的表面形貌.制作了一个氧化多孔硅隔离层上的5 nH的Cu平面电感,在2.4 GHz时电感的品质因数(Q值)超过了6.     

高阻硅掩膜选择性生长多孔硅阵列

介绍一种在低阻P型硅衬底上用氢离子注入技术形成局部高阻硅掩膜，用电化学腐蚀选择性生长多孔硅微阵列的工艺流程。结果证明，用高阻硅掩膜选择性生长多孔硅具有很好的掩蔽效果，生成的多孔硅阵列的有序性和完整性良好。     

多孔硅的形成及可见光发射

多孔硅是晶体硅片在氢氟酸溶液中进行阳极氧化，在硅衬底上形成多孔态的硅材料。本文介绍了多孔硅的形成和结构形貌，对其光学性质和发光机制进行了扼要讨论，并介绍了当前多孔硅研究中的一些热点问题。     

微管道内剪应力传感器的研制与优化

基于微机电系统(MEMS)微加工工艺,开发了一种能够测量微管道内壁面剪应力的热式传感器,以多晶硅为热敏元件,在低阻硅衬底上形成多孔硅膜隔离硅衬底损耗. 利用水浴加热方法测量得到电阻温度系数为0.21%/℃. 采用数值模拟的方法对剪应力传感器进行了热分析,探讨了提高剪应力传感器灵敏度和线性度的方法,为优化其设计和使用提供了理论基础. 数值模拟结果表明:随着微管道深度的增加,传感器灵敏度提高,但线性度下降.     

FIB刻蚀对电化学制备多孔硅的影响

通过聚焦离子束(focused ion beam,FIB)轰击处理制备得到一种新的微纳级多孔硅结构,并通过实验实现可控化.在图形化过程中,FIB轰击处的周围区域内多孔硅的电化学腐蚀被抑制,出现了抑制区,称为屏蔽区域.屏蔽区域的形成主要是由FIB轰击过程中硅粒子的二次碰撞所引起的.屏蔽区域的宽度在一定范围内与FIB的轰击电压、硅衬底的阻值成正相关.报道了一种圆形多孔硅结构:圆环上多孔硅密集分布,而环内完全没有孔结构,圆外围的屏蔽区域依然存在,使得该圆形结构得以从周围环境中独立出来.这种内部完全屏蔽的圆结构的直径最大可达10μm.     

SiO_2微球模板制备多孔硅与其热电性能研究

利用SiO_2微球模板法腐蚀Si片,发现不仅提高了腐蚀速率,而且孔洞更加均匀,孔隙率和有序性有所提高.对所制备的多孔硅进行性能测试结果表明,随腐蚀时间增加热导率降低.与相同时间无模板直接化学腐蚀多孔硅相比,SiO_2微球模板法得到的多孔硅有更低的热导率.将多孔硅腐蚀时间75min与腐蚀时间90min进行比较,样品的激活能由100.49meV增加到174.19meV,电阻率略有上升.     

多孔硅生长的三维Monte Carlo模拟

采用修正的逾渗模型，通过简单的三维Monte Carlo计算，模拟了多孔硅中孔形成的动力学过程。计算结果表明：长成的孔的形貌主要与衬底的掺杂浓度有关；在所有的强发光多孔硅的表面及体内都存在海绵状的多孔结构；孔度的最大值并不是在最外表面，而是在表面下的某个层区上；硅耗尽层的宽度取决于多孔硅的孔度，孔度越高，宽度越小；在高孔度多孔硅中，表面的孔度梯度是很大的，预期此特征正是决定多孔硅发光成功与失效的关键之一。     

用于红外焦平面的微透镜阵列单片制备技术

提出了离子束刻蚀制备微透镜阵列的工艺原理；研究了球面型光致抗蚀剂掩膜的形成过程以及硅微透镜离子束刻蚀的实验条件．表面探针测量及扫描电子显微镜（ＳＥＭ）实验证明了该技术可在较低的衬底温度下（低于２００℃）有效地制备出球面型微透镜，并用表面探针测量确定了硅微透镜的尺寸．     

氧化层对水分解阳极多孔Si性能的影响

通过改变腐蚀时间,研究了多孔硅的反射率、禁带宽度、发光性能,比较了退火前后多孔硅作为水分解阳极的工作性能.测试表明,当腐蚀时间为45min时,得到的多孔硅孔隙均匀,反射率低.大气退火在多孔硅表面形成了一层SiO_2,在水分解中起到很好的保护作用.对于退火样品,腐蚀时间为45min样品,电流密度较早达到稳定,腐蚀速率最小.     

化学浸蚀温度对多孔硅粉理化性质的影响

多孔硅是一种由纳米硅原子簇为骨架构成的海绵状结构，具有比表面积高、生物相容性好等特征，能够应用于光电子器件、化学传感、生物医学等领域。笔者以金属硅粉作为研究对象，采用化学浸蚀工艺制备多孔硅粉，利用比表面积测定仪、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜等研究了不同浸蚀温度制备的多孔硅粉比表面积、孔径分布、表面形貌及微结构的变化。结果表明：化学浸蚀方法能够在金属硅粉表面形成含较多纳米尺寸孔洞的多孔硅粉；随着化学浸蚀温度升高，所形成的多孔硅粉比表面积明显增大。     

多孔硅的荧光及微结构

用扫描隧道显微和光致发光方法，观察了发光多孔硅的微结构形貌。发现多孔硅的光致发光主要源自其最表面层；该层是无定型的，但又不同于一般的非晶硅，而像是由大量纳米尺度的硅原子族组成的海绵状微结构；诸硅原子簇随机分布，相互间没有清晰的界面；没有观察到“线”状或“柱”状的结构；多孔硅的微结构有明显的分形特征，其发光很可能是源自此纳米硅材料中的量子尺寸效应。     

用HF-醇溶液法制备多孔硅的新方法

本文采用HF-醇溶液法制备了多孔硅.实验表明,它提高了多孔硅中的游离氟离子浓度,改善了电解液与硅片的润湿性,有利于形成均匀的多孔硅;在非光照条件下,可制成N型多孔硅.     

用电化学方法制备多孔硅

为了深入了解多孔硅的特性,用电化学方法在双槽电解池中腐蚀形成了不同结构形貌的多孔硅层.结果发现,在本试验控制条件下,p 掺杂的硅比n 的容易腐蚀,而且孔的分布也比较均匀.轮廓仪的分析表明,电化学方法形成的多孔硅表面和内部结构比较规则,而且深度比较大,可在MEMS技术中得到广泛应用.对试验中出现的龟裂现象进行了分析,认为这是由于孔内液体挥发产生的毛细应力多孔硅氧化过程中因晶格膨胀和易位形成的应力联合作用的结果.     

复合热释电薄膜红外探测器的制备和性能测试

为解决热释电薄膜红外探测器中的热损失问题,引入了复合热释电薄膜的概念．它利用多孔二氧化硅具有的低热导率特点,有效地减少了热量从热释电层向衬底的热扩散．利用溶胶-凝胶和金属有机物热分解等工艺制备的复合热释电薄膜红外探测器,在温度为420K、频率为10Hz时,电压响应率约为1400V／W,探测器的星探测率D     

多孔硅形成机理研究的新进展

更深入地分析了多孔硅形成的几种模型，对影响多孔硅形成的几个关键因素提出了新观点，描述了多孔硅的形成过程的一些特性，指出了多孔硅的应用与发展的前景。     

低效纳米孔晶体硅太阳电池性能研究

晶体硅太阳电池生产中,降低表面反射率能够提高太阳电池短路电流和转换效率.纳米孔硅的表面反射率极低,但报道中所实现的太阳电池输出参数(开路电压、短路电流、填充因子)都低于金字塔结构表面.采用对比法从光学性能、表面微结构和电极接触上对纳米孔硅和金字塔太阳电池进行比较分析,来研究纳米多孔硅太阳电池转换效率的抑制因素.研究表明短时间腐蚀的纳米孔硅太阳电池表面沉积氮化硅钝化膜后的平均反射率提高.长时间腐蚀的纳米孔硅表面沉积氮化硅后在短波段的反射率极低,因此平均反射率小于金字塔结构表面.但是由于纳米孔硅太阳电池的表面复合率高,而孔壁上附着的毛刺不仅会进一步增大表面复合,还会削弱表面钝化效果,因此短波段激发的光生载流子难以被太阳电池利用.所以,光利用和表面复合是抑制纳米孔硅太阳电池开路电压和短路电流的原因,而过大的串联电阻是纳米孔硅太阳电池短路电流和填充因子低的另一个原因.     

海藻酸钙／多孔硅复合材料对水中铜离子的吸附性能研究

对比研究了海藻酸钙／多孔硅复合材料和纯多孔硅对铜离子的吸附作用,考察了溶液初始pH、温度、吸附剂加入量和吸附时间等因素对海藻酸钙／多孔硅复合材料吸附铜离子的影响。结果表明：海藻酸钙／多孔硅复合材料在相同铜离子浓度下的吸附性能优于纯多孔硅,其吸附速率也明显大于纯多孔硅。利用SEM、FTIR、BET等方法分别测定了改性前后多孔硅材料的形貌和物理化学性质。利用Langmuir等温吸附式计算出海藻酸钙／多孔硅复合材料在60℃下和pH为5．0时的铜离子最大吸附量为49．02mg／g。     

多孔硅形成过程及孔隙率的计算机模拟

为了用计算机模拟电化学方法制备多孔硅的过程，基于Monte Carlo和扩散限制模型（DLA）建立一种新模型，引入耗尽区范围、腐蚀半径和腐蚀几率等参数，用Matlab来实现．模拟得到了电流密度、HF酸浓度、腐蚀时间以及硅片掺杂浓度等实验条件对多孔硅孔隙率的影响趋势，与实验结果一致，模拟出的孔隙率值也与实验值接近．因此所建立的模型可以用来模拟电化学法制备多孔硅的过程．     

多孔硅的能带与发光机制的研究与分析

在光致发光技术对多孔硅光学性质研究的基础上讨论了与多孔硅的微观结构有关的多孔硅的能带结构,用能量赝势法模拟计算出多孔硅的能带间隙.