1 浙江大学硅材料国家重点实验室材料科学与工程学院，杭州 310027
2 浙江大学杭州国际科创中心，杭州 311200
碳化硅(SiC)具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、击穿场强高、热导率高、化学稳定性好等优异特性，是制备高性能功率器件等半导体器件的理想材料。得益于工艺简单、操作便捷、设备要求低等优点，湿法腐蚀已作为晶体缺陷分析、表面改性的常规工艺手段，应用到了SiC晶体生长和加工中的质量检测以及SiC器件制造。根据腐蚀机制不同，湿法腐蚀可以分为电化学腐蚀和化学腐蚀。本文综述了不同湿法腐蚀工艺的腐蚀机理、腐蚀装置和应用领域，并展望了SiC湿法腐蚀工艺的发展前景。
碳化硅 湿法腐蚀 电化学腐蚀 化学腐蚀 晶体缺陷 晶体表面 silicon carbide wet etching electrochemical etching chemical etching crystal defect crystal surface
1 河北工业大学 电子信息工程学院, 天津 300401
2 中国科学院半导体研究所 半导体照明研发中心, 北京 100083
利用热氧化法将电化学腐蚀制备的多孔GaN薄膜氧化成三维孔隙状β-Ga2O3薄膜, 分析了多孔GaN薄膜与传统GaN薄膜在氧化机理上的区别, 并通过材料表征证明了多孔GaN薄膜能够实现更快的氧化速率。随后将氧化生成的β-Ga2O3薄膜制备成MSM型β-Ga2O3基日盲紫外探测器, 在260nm光照及10V偏压下, 器件的响应度为16.9A/W, 外量子效率为8×103%, 探测率D*达到了2.03×1014Jones, 能够满足弱光信号的探测需求。此外, 器件的瞬态响应具有非常好的稳定性, 相应的上升时间为0.75s/4.56s, 下降时间为0.37s/3.48s。
热氧化 电化学腐蚀 深紫外探测器 thermal oxidization electrochemical etching β-Ga2O3 β-Ga2O3 solar-blind photodetector GaN GaN
在电化学腐蚀硅微通道这一工艺过程中，温度是其中一个很重要的影响因素。通过研究温度对电化学腐蚀硅微通道过程中空穴输运的影响，加深对电化学腐蚀硅微通道这一过程的认识。利用电化学光照辅助阳极氧化法以n型（100）晶向单晶硅为研究对象，设计实验，得到硅微通道阵列在不同温度条件下的I-V特性扫描曲线、孔道的形貌以及孔道的深度；根据晶体中的散射机制的相关原理，研究了温度与载流子迁移率和扩散系数之间的关系；根据实验，得到了暗电流与温度的关系。最后通过对上述实验结果的分析，得出温度越低由空穴输运产生的空穴电流密度就越低，同时暗电流的值也越低，在较低温度下通过电化学腐蚀法制备的硅微通道结构形貌较好。
硅微通道 电化学腐蚀 空穴输运 迁移率 silicon microchannel electrochemical etching transport of hole carrier mobility
浙江师范大学 材料物理系， 浙江 金华 321004
主要介绍了在NaOH溶液中，利用电化学技术腐蚀制备多晶硅绒面的新方法。实验中，通过改变腐蚀液浓度、腐蚀电压、腐蚀温度等因素，制得一系列多晶硅绒面。实验结果表明，当腐蚀碱液浓度为20%，腐蚀电压为20V，腐蚀温度为25℃时，腐蚀得到的硅片表面比较均匀，在波长400~800nm范围内，测量得表面反射率最低为19%左右。
多晶硅 制绒 电化学腐蚀 polysilicon surface textured electrochemical etching
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
2 中国科学院微电子研究所，北京 100029
利用扫描电镜观察了不同电压强度、腐蚀液浓度条件下制备的用于二维光子晶体的多孔硅的微观形貌。研究表明在恒压供电模式下更有利于硅基二维光子晶体的制备; 随着腐蚀电压强度的增长，孔径和孔深都呈现增长的趋势，增长的幅度逐渐减小，腐蚀效率比的增长幅度也有逐渐变小的趋势; 随着腐蚀溶液浓度的减小，腐蚀速率在降低，但腐蚀效率比在增大，虽然多孔硅的生长速度变慢，但是多孔硅的质量更好。
多孔硅 电化学腐蚀 腐蚀效率比 porous silicon electrochemical etching efficiency ratio of corrosion
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
提出了一种轴向填充率渐变型二维三角晶格方空气孔光子晶体, 由锥形孔周期性排布而成, 在第三维也就是沿空气孔的轴向, 空气孔的尺寸连续改变, 实现了填充率渐变, 填充率f范围为0.700～0.866。经过模拟, 在归一化波长(λ/a)的1.43～2.71和3.41～4.00波段, 轴向填充率渐变型光子晶体可以将光向填充率小的方向偏折, 具有选光功能。采用电化学腐蚀与MEMS工艺相结合的方式, 在p型(100)硅基底上制作了轴向填充率渐变型二维三角晶格方孔光子晶体, 整个孔的填充率f在0.800～0.866范围内。
二维光子晶体 轴向填充率渐变 电化学腐蚀 two-dimensional photonic crystals axially filling-factor graded electrochemical etching
在所构建的纳秒脉冲激光电化学加工系统中，利用激光辐照和脉冲电化学刻蚀复合的方法对铝合金进行了加工试验，研究了激光穿过溶液作用于物质时产生的力效应和电化学效应对加工质量的影响。试验结果表明：高能脉冲激光透过电解液辐照在工件表面时，激光在电解液中产生的冲击波力效应和射流冲击力效应会使工件发生弹性变形，从而改变电极电势，提高电流密度，加速了对工件的刻蚀。激光产生的力效应能够去除加工区的钝化层，使其发生电化学反应，而非加工区不发生反应，从而显著增强了电化学的定域蚀除能力。最后，利用力学电化学效应，在浓度为0.5 mol/L的NaNO3溶液中实现了线宽140 μm左右、深宽比较大的微细刻蚀加工，获得了较好的加工质量和成形精度。
脉冲激光 激光冲击 电化学刻蚀 力学电化学效应 复合加工 pulse laser laser shock electrochemical etching mechanical and electrochemical effect coupling processing
深圳大学 光电子学研究所 教育部和广东省光电子器件与系统重点实验室，广东 深圳 518060
利用光辅助电化学刻蚀方法，在厚度为425μm的5英寸硅片上，制作成深宽比达50以上的微通道板阵列结构.理论分析了影响微孔阵列形貌形成的关键因素，并结合实验条件，通过调整刻蚀电压值和根据莱曼模型修正实验电流值得到理想的孔壁形貌.结果表明，相比于目前在硅基上制作高深宽微结构的几种技术，光辅助电化学刻蚀方法能够实现孔壁光滑、面积大和深宽比高的微通道板阵列结构的低成本制作.
微制作 光辅助电化学刻蚀 深宽比 微通道板 Micro-manufacturing Photo-assisted electrochemical etching Aspect-ratio Microchannel plate
深圳大学 光电子器件与系统教育部重点实验室, 广东 深圳 518060
硅基微通道板(MCP)的重要技术挑战之一就是如何在硅基上制作高深宽比的微孔阵列结构。采用光助电化学刻蚀方法研究硅基高深宽比微孔阵列制作技术。考虑到实际反应条件下的物质输送、刻蚀液浓度、光照条件、温度等因素的影响都体现在刻蚀电流与电压上，重点研究了电流、电压与微结构形貌之间的关系。通过空间电荷区的大小以及刻蚀电流与溶液浓度之间的关系，得到合理的刻蚀参数。在5 inch (1 inch=2.54 cm)硅基上制作出深度达200 μm以上的均匀深孔，得到大面积、高深宽比的均匀微孔阵列，满足微通道板对结构形貌的要求。
光学器件 微孔阵列 光助电化学刻蚀 空间电荷区 深宽比 探测器 激光与光电子学进展
2012, 49(5): 052301
1 上海市现代光学系统重点实验室上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 中国科学院微电子研究所, 北京 100029
采用单槽电化学腐蚀法在预置有倒金字塔结构的n型单晶硅上制备用于二维光子晶体的多孔硅。利用基于LabVIEW的虚拟仪器技术对实验仪器编程,搭建实时测控系统,实现对反应过程中所需电源的控制,并且实时显示采集到的随时间变化的电压和电流信号,将采集的数据存储在计算机里。实验表明,恒电流供电模式下致使电压剧烈变动,导致多孔硅侧向腐蚀严重,然而,恒电压供电模式下,能够有效地抑制侧向腐蚀。
文字间用 号隔开空半格二维光子晶体 多孔硅 电化学腐蚀 虚拟仪器 2D photonic crystals porous silicon electrochemical etching virtual instrument
