电化学刻蚀方法制备多孔InP研究

作     者：李国庆 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘爱民

授予年度：2006年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：电化学刻蚀 多孔InP 电流震荡 侧蚀 

摘      要：电化学刻蚀是一种设备简单、操作方便的获得微结构的方法。用这种方法可以很方便地获得各种微结构,微结构的尺寸能够从几十纳米到数微米进行调整。例如,将电化学刻蚀技术与光刻技术结合,可以刻蚀出硅的任意形状的微结构,这种结构可用于微机电(MEMS)、集成电路等领域。Ⅲ-Ⅴ族半导体电化学刻蚀是受到硅的电化学刻蚀的启发在近十年来兴起的。迄今为止已经取得了很多可喜的成果。 本文所讨论的是作为Ⅲ-Ⅴ族半导体的InP的电化学刻蚀过程。通过实验摸索,我们得到了很多不同的InP材料的多孔结构,包括锥状排列结构、M形孔结构、三角形孔结构以及方孔结构。不同的结构形貌是在不同的实验条件下获得的,我们将重点讨论各种实验条件对刻蚀结构的影响。 我们在用恒压法对InP进行电化学刻蚀的过程当中,发现了电流的周期性震荡现象,通过深入研究我们发现,电流的震荡与样品的刻蚀形貌相关联。我们分别用Lehmann的氧化层理论和气泡理论解释了电流的周期性震荡现象。另外,在电流周期性震荡中间还存在着小幅电流震荡,根据H.F(?)ll等人的理论,这可能是由于孔间的相互作用引起的。我们在实验中还进一步研究了电压变化对电流震荡现象的影响,发现电流的周期性震荡只在电压比较大的情况下才会产生。当电流出现周期性震荡的时候,刻蚀样品的形貌会很不规则,但是如果电压较小,又会出现很严重的侧蚀现象。文中对这种侧蚀现象进行了较详细的讨论。