The mechanism of Si etching in fluoride solutions

Kołasiński, Kurt W.

doi:10.1039/b212108e

Cited by 106 publications

(96 citation statements)

References 171 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…There are a number of chemical bonds that can form at the silicon/HF interface, such as Si-H, Si-OH and Si-F [23][24][25][26][27] . Passivation of silicon immersed in HF has been shown to primarily come from the creation of Si-H bonds, which is considered to be one of the most stable bonds when silicon is immersed in HF 26,27 .…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Grant

2016

JoVE

View full text Add to dashboard Cite

A procedure to measure the bulk lifetime (>100 µsec) of silicon wafers by temporarily attaining a very high level of surface passivation when immersing the wafers in hydrofluoric acid (HF) is presented. By this procedure three critical steps are required to attain the bulk lifetime. Firstly, prior to immersing silicon wafers into HF, they are chemically cleaned and subsequently etched in 25% tetramethylammonium hydroxide. Secondly, the chemically treated wafers are then placed into a large plastic container filled with a mixture of HF and hydrochloric acid, and then centered over an inductive coil for photoconductance (PC) measurements. Thirdly, to inhibit surface recombination and measure the bulk lifetime, the wafers are illuminated at 0.2 suns for 1 min using a halogen lamp, the illumination is switched off, and a PC measurement is immediately taken. By this procedure, the characteristics of bulk silicon defects can be accurately determined. Furthermore, it is anticipated that a sensitive RT surface passivation technique will be imperative for examining bulk silicon defects when their concentration is low (<10 12 cm -3

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Grant

2016

JoVE

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…It was reported that surface holes can increase the sticking coefficient of F -onto a surface by up to 11 orders of magnitude. [43] Since the surface adsorption of etchant F -is the first step in the above oxide dissolution reaction, the sticking coefficient of F -is a critical parameter in determining the oxide etching rate. In addition, the reaction shown in Equation 4 is a simple second-order reaction in which the etching rate R of SiO 2 is related to […”

Section: Full Papermentioning

confidence: 99%

Microdroplet and Atomic Force Microscopy Probe Assisted Formation of Acidic Thin Layers for Silicon Nanostructuring

Xie

Chung

Sow

et al. 2007

Adv Funct Materials

View full text Add to dashboard Cite

In this work, an aqueous acidic thin‐layer‐based strategy for fabricating nanostructures on silicon by using atomic force microscopy (AFM) nanolithography is presented. The approach involves the formation of microscale droplets via dilute hydrofluoride (DHF) etching, the conversion of the droplets to acidic thin layers by AFM‐probe scanning, and subsequent lithographic operations using a biased probe in the aqueous layers. By varying the concentration of the acidic DHF layers, the thin layers can facilitate the creation of both positive and negative patterns, such as oxide dots and Si pores, through anodic oxidation and dissolution. In particular, the anodic oxidation in the acidic media is associated with the field‐enhanced nonequilibrium dissociation of the weak electrolyte. The Si pore structure formation is related to the field‐assisted dissolution of anodic oxides and the Si substrate. The acidic‐layer‐based technique allows switching between different lithographic modes by changing the acidity of the DHF layers, and is complementary to bulk solution‐based and local meniscus‐based approaches in AFM nanolithography. In principle, this method can also be extended to other materials that have similar reactions with DHF.

show abstract

“…В своем наиболее обстоятельном на сегодняшний день анализе процессов травления кремния во фторидных растворах К. Коласинский [11,12] обходит проблему невозможности непосредственного захвата дырок связя-ми Si−H и даже отличающимися по энергии от суще-ствующих в объеме связями Si−Si внешнего атомного слоя кристалла (back bonds), постулируя существование электростатического взаимодействия между объемными делокализованными состояниями дырок в кристалле, находящихся вблизи поверхности, и сольватированными анионами фтора в растворе. Далее полагается, что в области появления таких межфазных ассоциатов сни-жается активационный барьер реакции замещения хемо-сорбированного водорода фтором.…”

Section: вп улин нв улин фю солдатенковunclassified

Анодные Процессы В Условиях Химического И Электрохимического Травления Кристаллов Кремния В Кислых Фторидных Растворах. Механизм Порообразования

Улин¹,

Улин²,

Солдатенков³

2017

Физика И Техника Полупроводников

View full text Add to dashboard Cite

В работе изучено взаимодействие с плавиковой кислотой сильно легированных кристаллов кремния p- и n-типа проводимости, протекающее без освещения, в отсутствие и при наличии их контакта с металлами, существенно различающимися величиной работы выхода электронов (Ag и Pd). Определены зависимости от типа и уровня легирования кристаллов скорости растворения кремния в плавиковой кислоте, содержащей окислители c различными значениями редокс-потенциалов (FeCl3, V2O5, CrO3). Анализ экспериментальных данных позволяет сделать вывод о том, что дырки валентной зоны не являются непосредственными участниками анодных реакций окисления и растворения кремния, а их генерация в кристалле не лимитирует скорость этих процессов. Показано также, что тип химического процесса, приводящего к растворению кремния в HF-содержащих электролитах, и скорости его протекания определяются величиной скачка потенциала, устанавливающегося на межфазной границе полупроводник-электролит. Предложена модель механизма электрохимического порообразования в кристаллах кремния, основанная на представлении о самосогласованных кооперативных реакциях нуклеофильного замещения между хемосорбированными анионами фтора и координационно-насыщенными атомами в приповерхностном слое кристалла. В случае кремния специфической особенностью этих реакций является участие в образовании переходных комплексов вакантных несвязывающих d2s-0.8ptp3-орбиталей атомов Si, ассоциируемых с шестикратно вырожденными состояниями, соответствующими Delta-долине зоны проводимости. Согласно предложенной модели, процесс порообразования спонтанно развивается в локальных областях межфазной границы под действием скачка потенциала в адсорбционном слое и осуществляется в результате отделения от кристалла полимерных группировок в виде цепочек (SiF2)n, что и определяет преимущественное распространение пор вдоль кристаллографических направлений < 100>. Рассмотрены термодинамические аспекты зародышеобразования пор и влияние на размер и структуру пор величины падения потенциала на межфазной границе, типа проводимости и концентрации свободных носителей заряда в кристалле. Развитые в работе представления позволяют предложить непротиворечивое объяснение экспериментальным фактам, характеризующим процессы травления кремния с различными электрофизическими параметрами в различных условиях, обеспечивающих анодную поляризацию кристаллов в HF-содержащих растворах. DOI: 10.21883/FTP.2017.04.44340.8393

show abstract

The mechanism of Si etching in fluoride solutions

Cited by 106 publications

References 171 publications

Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Microdroplet and Atomic Force Microscopy Probe Assisted Formation of Acidic Thin Layers for Silicon Nanostructuring

Анодные Процессы В Условиях Химического И Электрохимического Травления Кристаллов Кремния В Кислых Фторидных Растворах. Механизм Порообразования

Contact Info

Product

Resources

About