Anodic processes in the chemical and electrochemical etching of Si crystals in acid-fluoride solutions: Pore formation mechanism


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The interaction of heavily doped p- and n-type Si crystals with hydrofluoric acid in the dark with and without contact with metals having greatly differing work functions (Ag and Pd) is studied. The dependences of the dissolution rates of Si crystals in HF solutions that contain oxidizing agents with different redox potentials (FeCl3, V2O5 and CrO3) on the type and level of silicon doping are determined. Analysis of the experimental data suggests that valence-band holes in silicon are not directly involved in the anodic reactions of silicon oxidation and dissolution and their generation in crystals does not limit the rate of these processes. It is also shown that the character and rate of the chemical process leading to silicon dissolution in HF-containing electrolytes are determined by the interfacial potential attained at the semiconductor–electrolyte interface. The mechanism of electrochemical pore formation in silicon crystals is discussed in terms of selfconsistent cooperative reactions of nucleophilic substitution between chemisorbed fluorine anions and coordination- saturated silicon atoms in the crystal subsurface layer. A specific feature of these reactions for silicon crystals is that vacant nonbonding d2sp3 orbitals of Si atoms, associated with sixfold degenerate states corresponding to the Δ valley of the conduction band, are involved in the formation of intermediate complexes. According to the suggested model, the pore-formation process spontaneously develops in local regions of the interface under the action of the interfacial potential in the adsorption layer and occurs as a result of the detachment of (SiF2)n polymer chains from the crystal. Just this process leads to the preferential propagation of pores along the <100> crystallographic directions. The thermodynamic aspects of pore nucleation and the effect of the potential drop across the interface, conduction type, and free-carrier concentration in the crystal on the pore size and structure are discussed. The concepts developed in the study can consistently account for experimental facts characterizing the etching of silicon crystals with various electrical parameters under various conditions providing the anodic polarization of crystals in HF-containing solutions.

Об авторах

V. Ulin

Ioffe Physical–Technical Institute

Email: f.soldatenkov@mail.ioffe.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

N. Ulin

Ioffe Physical–Technical Institute

Email: f.soldatenkov@mail.ioffe.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

F. Soldatenkov

Ioffe Physical–Technical Institute

Автор, ответственный за переписку.
Email: f.soldatenkov@mail.ioffe.ru
Россия, St. Petersburg, 194021

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Ltd., 2017

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».