KR20100009822A - The method to fabricate the porous silicon arrays having various fabrication conditions on a single substrate - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for producing porous silicon array is provided to reduce material consumption and apply to a sensor and drug delivery system. CONSTITUTION: A method for producing porous silicon array comprising two or more components of same or different preparation condition comprises: a step of forming porous silicon layer through anodized oxidation; a step of removing porous silicon layer from a substrate through electrolytic polishing, NaOH solution etching or combination of electrolytic polishing and NaOH solution etching; and a step of obtaining porous silicon layer on recycled substrate again through anodized oxidation.

Description

단일기판 위에 다양한 제작조건을 갖는 다공질규소 어레이를 제작하기 위한 방법{The method to fabricate the porous silicon arrays having various fabrication conditions on a single substrate}The method to fabricate the porous silicon arrays having various fabrication conditions on a single substrate}

다공질규소(porous silicon)는 단결정 규소 기판을 HF 용액 속에서 전기화학적으로 양극산화하여 제작된다. 제작된 다공질규소는 나노미터 크기를 갖는 무수한 기공들이 존재하며, 층의 두께와 밀도는 양극 산화시에 흘려준 전류밀도, HF 용액의 농도, 양극 산화시간, 단결정 규소기판의 종류와 같은 제작조건에 따라 달라진다[1].Porous silicon is fabricated by electrochemically anodizing a single crystal silicon substrate in HF solution. The fabricated porous silicon has a myriad of pores with nanometer size, and the thickness and density of the layer depend on the fabrication conditions such as current density flowed during anodization, HF solution concentration, anodic oxidation time, and type of single crystal silicon substrate. Depends on [1].

다공질규소는 자외선의 에너지를 갖는 여기광에 의해 강한 발광현상이 나타나는데[2], 이 발견으로 인해 규소를 기반으로 하는 광전자 소자 개발을 위한 활발한 연구가 진행되어 왔다. 뿐만 아니라 실험 대상 물질과 반응할 수 있는 매우 큰 비표면적을 갖기 때문에 기체 및 바이오 물질을 감지하기 위한 센서재료[3], 약물전달체[4] 등으로의 응용연구도 진행되고 있다.Porous silicon exhibits strong luminescence due to excitation light with energy of ultraviolet light [2]. This finding has led to active research for the development of silicon-based optoelectronic devices. In addition, since it has a very large specific surface area capable of reacting with the test substance, application researches on sensor materials [3] and drug carriers [4] for detecting gas and biomaterials are being conducted.

이러한 연구를 수행하기 위해서는 서로 다른 조건의 수많은 다공질규소의 제작이 필요하며, 각각의 성능평가가 요구된다. 그런데 현재까지 사용되어온 다공질 규소 제작장치는 구조적으로 단결정 규소기판을 HF 용액 속에 모두 잠근 후에 양극 산화하기 때문에 다양한 제작 조건의 시료가 필요할 경우 서로 다른 기판에 각각 제작해야 하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 단일의 규소기판 위에 다양한 제작조건을 갖는 다공질규소 어레이를 구성할 수 있는 기법의 발명이 필요하다. 이러한 기법을 적용하게 되면 실용적인 장치개발시 구조적인 단순성 확보와 성능의 일관성, 대량생산, 집적화 실현 등 많은 장점이 있다.In order to perform these studies, the production of numerous porous silicon under different conditions is required, and each performance evaluation is required. However, since the porous silicon fabrication apparatus that has been used up to now structurally locks a single crystal silicon substrate in HF solution and anodizes it, there is a problem in that it is necessary to fabricate each on a different substrate when samples having various fabrication conditions are required. In order to solve this problem, it is necessary to invent a technique for constructing a porous silicon array having various fabrication conditions on a single silicon substrate. Applying this technique has many advantages such as securing structural simplicity, consistency of performance, mass production, and realization in practical device development.

다공질규소 제작을 위해 종래에 사용되어온 양극산화 장치는 방법 및 구조적인 측면에서 3가지로 분류할 수 있다. Anodizing apparatuses conventionally used for fabricating porous silicon can be classified into three types in terms of method and structure.

첫째로 측면형양극산화장치(lateral anodization cell)[1,5]이다. 이 장치는 HF 용액의 수면을 기준으로 규소기판과 상대 전극인 백금선을 수직하게 삽입한 후 둘 사이에 전류를 흘려 양극 산화를 통해 다공질규소층을 제작한다. 이 장치는 구조가 비교적 단순하고, 양극 산화과정에서 나오는 수소 기포가 자연스럽게 빠져나와 균질한 다공질규소 층을 형성할 수 있다.First is the lateral anodization cell [1,5]. The device inserts a silicon substrate and a platinum electrode, a counter electrode, perpendicular to the surface of the HF solution, and then flows a current between them to produce a porous silicon layer through anodization. The device is relatively simple in structure and can naturally escape hydrogen bubbles from the anodic oxidation process to form a homogeneous porous silicon layer.

둘째는 단일용기양극산화장치(single tank cell)[1,6]이다. 이 장치는 HF 용액의 수면을 기준으로 규소기판과 백금선을 평행하게 삽입한 후 둘 사이에 전류를 흘려 다공질규소를 제작한다. 이 장치는 가장 일반적으로 사용되는데 양극 산화과정에서 발생하는 수소 기포가 백금전극에 가려져 자연스럽게 빠져나오지 못하므로 다공질규소층의 일부가 균일하게 형성되지 못하는 단점이 있다.Second is the single tank cell [1,6]. The device inserts a silicon substrate and a platinum wire in parallel to the water surface of the HF solution, and then flows a current between them to produce porous silicon. This device is most commonly used. Since the hydrogen bubbles generated during the anodic oxidation process are hidden by the platinum electrode and cannot escape naturally, a part of the porous silicon layer is not uniformly formed.

셋째는 이중용기양극산화장치(double tank cell)[1,7]이다. 이 장치는 규소기판을 중심에 두고 기판의 앞ㆍ뒷면이 모두 HF 용액으로 채워진 후 그 속에 백금전극이 설치된다. 그러므로 앞에서 기술한 두 가지 양극 산화장치와 같이 기판의 앞면은 HF 용액, 뒷면은 고체 전극에 의해 접촉되지 않고, 앞면과 뒷면이 모두 HF 용액에 의해 전기적으로 접촉되므로 양극 산화 과정에서 전류의 흐름이 용이하여 다공질규소층의 균질도가 매우 높다. 그러나 기술적으로 장치를 제작하기가 매우 어려운 단점이 있다.Third is the double tank cell [1,7]. The device is centered on a silicon substrate, and the front and back sides of the substrate are filled with HF solution, and then a platinum electrode is installed therein. Therefore, like the two anodic oxidation devices described above, the front side of the substrate is not contacted by HF solution and the back side is contacted by HF solution. Therefore, the homogeneity of the porous silicon layer is very high. However, there is a drawback that is technically very difficult to manufacture the device.

이상과 같은 양극 산화장치의 공통점은 규소기판이 HF 용액 속에 모두 잠겨진 후에 양극산화 된다는 것이다. 그러므로 서로 다른 제작 조건을 갖는 다공질규소를 만들기 위해서는 서로 다른 기판 위에 각각 제작해야만 한다. 따라서 단일 기판 위에 다양한 제작조건을 갖는 다공질 규소 어레이의 제작은 불가능하다.The common feature of the anodic oxidation apparatus is that the silicon substrate is anodized after being submerged in HF solution. Therefore, in order to make porous silicon having different manufacturing conditions, each has to be manufactured on different substrates. Therefore, fabrication of porous silicon arrays with various fabrication conditions on a single substrate is not possible.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 규소기판을 HF 용액의 수면에 대해 수직방향으로 삽입하거나 꺼내면서 다공질규소를 제작하는 과정과, 전해연마와 NaOH 용액 에칭을 기반으로 하는 기판재활용기술을 이용하여 다공질규소층을 제거하는 과정을 통해 단일 기판 위에 다양한 제작조건을 갖는 다공질규소 어레이를 제작한다.In order to solve this problem, the present invention uses a process for preparing porous silicon while inserting or removing a silicon substrate in a vertical direction with respect to the water surface of the HF solution, and using a substrate recycling technology based on electropolishing and NaOH solution etching. By removing the porous silicon layer, a porous silicon array with various fabrication conditions is fabricated on a single substrate.

기판 재활용 기술의 핵심은 전해연마[8]와 NaOH 용액 에칭[9]이다. HF 용액 속에서 전류밀도를 매우 큰 값으로 흘려주면 다공질규소층이 형성되지 못하고 규소기판이 연마되는 현상이 나타나는데 이를 전해연마라 하며, 이를 통해 이미 형성된 다공질규소층을 기판으로부터 제거하는 것이 가능하다. 그리고 NaOH 용액 에칭은 다공질 규초층을 NaOH 용액 속에 넣으면 층이 부식되어 용해되는데, 이 기술은 다공질규소층의 다공도를 측정하는데 사용되어 왔다.The core of substrate recycling technology is electropolishing [8] and NaOH solution etching [9]. When the current density is flowed in HF solution to a very large value, the porous silicon layer is not formed and the silicon substrate is polished. This is called electropolishing, and it is possible to remove the already formed porous silicon layer from the substrate. In NaOH solution etching, when a porous silicon layer is placed in a NaOH solution, the layer is corroded and dissolved. This technique has been used to measure the porosity of the porous silicon layer.

종래의 다공질규소 제작 방법은 규소기판과 백금전극을 모두 HF 용액 속에 넣은 후에 전류를 흘려 양극 산화하기 때문에 다양한 제작조건을 갖는 시료를 제작하기 위해서는 서로 다른 기판에 각각 제작해야만 했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 규소기판과 백금전극을 HF 용액의 수직방향으로 넣거나 꺼내면서 다공질규소층을 형성하고, 전해연마와 NaOH 용액 에칭을 기반으로 하는 기판재활용기술을 이용하여 단일기판 위에 서로 다른 제작조건을 갖는 다공질규소의 어레이를 만드는 방법을 고안하였다.In the conventional method of fabricating porous silicon, since both the silicon substrate and the platinum electrode are put into an HF solution and then anodized by passing a current, it has to be manufactured on different substrates in order to produce samples having various manufacturing conditions. In order to solve this problem, the present invention forms a porous silicon layer by placing or removing a silicon substrate and a platinum electrode in the vertical direction of the HF solution, and use a substrate recycling technique based on electropolishing and NaOH solution etching on a single substrate. A method of making an array of porous silicon with different fabrication conditions was devised.

단일기판 위에 다양한 제작조건을 갖는 다공질규소 어레이를 제작하기 위해서는 도 1과 같은 장치가 필요하다. 도 1은 규소기판(12)과 백금선(15)을 HF 용액(16) 속에 제어기(19)와 연결된 스테핑모터(18)를 통해 수직방향으로 삽입하고, 규소기판(12)의 뒷면에 있는 전극(14)과 백금선(15)에는 전원공급기(20)을 연결하여 전류를 흘려 양극 산화하는 모습을 나타낸다. 이때 HF 용액(16)은 테플론 재질의 용기(17)에 담겨져 있으며, 규소기판에서는 양극 산화에 의해 다공질규소(11)가 형성될 부분을 제외하고 테플론 테이프(13)로 둘러싸아 양극 산화를 배제한다. In order to fabricate a porous silicon array having various manufacturing conditions on a single substrate, an apparatus as shown in FIG. 1 is required. 1 inserts a silicon substrate 12 and a platinum wire 15 in the HF solution 16 in a vertical direction through a stepping motor 18 connected to a controller 19, and the electrode on the back of the silicon substrate 12 ( 14) and the platinum wire 15 is connected to the power supply 20 to flow an electric current to anodize. At this time, the HF solution 16 is contained in the container 17 made of Teflon, and the silicon substrate is surrounded by the Teflon tape 13 to exclude the anodic oxidation except for the portion where the porous silicon 11 is formed by anodization. .

그러므로 규소기판(12)을 특정 농도의 HF 용액(16) 속에 모두 넣은 후 전원 공급기(20)를 통해 특정 양극 산화 전류밀도를 특정 시간 동안 흘려주면 동일한 제작 조건을 갖는 다공질규소 층들이 1차원적으로 배열되어 어레이를 구성한다. 그러나 이 어레이는 동일한 제작조건에서 만들어졌기 때문에 다양한 제작조건을 갖는 다공질규소들로 구성된 어레이를 만들기 위해서는 본 발명에서의 기판 재활용기술의 적용이 필요하다.Therefore, when the silicon substrate 12 is placed in the HF solution 16 at a specific concentration and then a specific anodic oxidation current density is flowed through the power supply 20 for a certain time, the porous silicon layers having the same fabrication conditions are one-dimensionally. Arranged to form an array. However, since the array is made under the same fabrication conditions, it is necessary to apply the substrate recycling technology in the present invention to make an array composed of porous silicon having various fabrication conditions.

도 2는 기판재활용 기술을 적용하여 단일기판 위에 다양한 제작조건을 갖는 다공질규소 어레이를 만드는 과정을 나타낸다. 도 2(a)는 규소기판(12)을 HF 용액(16) 속에 모두 넣은 후 특정 제작조건하에서 만들어진 동일한 다공질규소 층 세 개의 요소(111)로 구성된 어레이를 보인 것이다. 이렇게 제작된 어레이는 스테핑 모터(18)를 구동시켜 HF 용액(16)으로부터 첫 번째 요소만을 꺼낸 후에, 두 번째와 세 번째 요소에 매우 높은 전류밀도를 흘려주는 전해연마를 통해 다공질규소층을 기판으로부터 분리해 낸다. 그러나 이 과정에서 다공질규소층의 일부가 기판으로부터 완전히 분리되지 않고 남아있게 된다. 그래서 전해연마 과정에 이어 HF 용액으로부터 규소기판을 모두 꺼낸 후 NaOH 용액 속에 첫 번째 요소만을 제외하고 두 번째와 세 번째 어레이 요소를 집어넣는다. 이러한 과정을 통해 규소기판으로부터 다공질규소층을 완전히 제거할 수 있게 되며, 규소기판에는 도 2(b)에서와 같이 첫 번째 다공질규소 요소(111)와 재활용이 가능한 기판면(21)이 남게 된다.Figure 2 shows a process of making a porous silicon array having a variety of manufacturing conditions on a single substrate by applying a substrate recycling technology. FIG. 2 (a) shows an array of three elements 111 of the same porous silicon layer made under certain fabrication conditions after all silicon substrate 12 has been placed in HF solution 16. The fabricated array drives the stepping motor 18 to remove only the first element from the HF solution 16, and then the porous silicon layer is removed from the substrate through electropolishing, which flows a very high current density to the second and third elements. Isolate. In this process, however, part of the porous silicon layer remains without being completely separated from the substrate. Therefore, following the electropolishing process, the silicon substrate is removed from the HF solution, and the second and third array elements are inserted into the NaOH solution except the first element. Through this process, the porous silicon layer can be completely removed from the silicon substrate, and the first porous silicon element 111 and the recyclable substrate surface 21 are left on the silicon substrate as shown in FIG.

도 2(c)는 HF 용액 속에 재활용된 기판면(21)만을 넣은 후에 첫 번째 어레이 요소(111)와는 다른 제작조건을 갖는 어레이 요소(222)를 제작한 것을 나타낸다. 그리고 도 2(d)는 첫 번째 요소(111)와 두 번째 요소(222)를 제외한 세 번째 요소 를 전해연마와 NaOH 용액 에칭을 통해 제거하는 과정을 나타낸다. FIG. 2 (c) shows that the array element 222 having different fabrication conditions from the first array element 111 is manufactured after only the recycled substrate surface 21 is placed in the HF solution. 2 (d) shows a process of removing the third element except the first element 111 and the second element 222 through electropolishing and NaOH solution etching.

마지막으로 도 2(e)는 도 2(d)에서의 재활용된 기판면(21)만을 HF 용액 속에 넣은 후에 첫 번째 요소(111)와 두 번째 요소(222)와는 다른 제작조건을 갖는 요소(333)을 만든 것을 나타낸다.Finally, FIG. 2 (e) shows an element 333 having fabrication conditions different from those of the first element 111 and the second element 222 after only the recycled substrate surface 21 in FIG. ).

이러한 일련의 과정을 통해 본 발명에서 추구하고자 하는 단일기판상에 다양한 제작조건을 갖는 다공질규소 어레이의 제작을 실현할 수 있다.Through this series of processes, it is possible to realize the fabrication of porous silicon arrays having various fabrication conditions on a single substrate to be pursued in the present invention.

본 발명에 의하여 단일 기판 위에 다양한 제작조건을 갖는 다공질규소 어레이가 구현됨으로써, 단일 소자를 통해 서로 다른 종류의 대상물을 감지할 수 있는 센서 어레이, 서로 다른 크기를 갖는 다공질규소 나노구조 속에 다양한 약물을 충진시킨 후 인체내 또는 피부를 통해 주입할 수 있는 약물전달체 등의 연구에 적극 활용할 수 있다. 뿐만 아니라 실용적인 다공질규소 LED (Light Emitting Diode) 등의 장치 제작 측면에서도 회로와 구조를 단순화하고, 서로 다른 기판을 활용할 때에 비해 동작의 안정성을 기대할 수 있다. 또한 다공질규소의 냉전자(cold electrons)[10] 방출특성을 이용한 박막형 디스플레이 소자 개발에도 활용할 수 있을 것이다. 아울러 이 기술의 보다 향상된 연구를 통해 다공질규소 극미세 어레이 기술의 개발을 기대할 수 있다.According to the present invention, porous silicon arrays having various fabrication conditions are implemented on a single substrate, and thus, various types of drugs are filled into a porous array of porous silicon nanostructures having different sizes. It can be actively used for research on drug carriers that can be injected into the human body or through the skin. In addition, it is possible to simplify circuits and structures in terms of device manufacturing, such as practical porous silicon LED (Light Emitting Diode), and to expect operation stability compared to using different substrates. It can also be used to develop thin-film display devices using cold electrons [10] emission characteristics of porous silicon. In addition, further research on this technology can be expected to develop porous silicon ultra-fine array technology.

도 3은 본 발명인 도 2의 기판 재활용 과정을 이용하여 5개의 서로 다른 제작조건을 갖는 요소들로 이루어진 다공질규소 어레이의 모양과 각 요소의 단면에 대한 주사전자현미경(JEOL, JSM-6335F) 이미지를 나타낸 것이다. 어레이를 구성하는 각 요소들의 제작조건은 표 1과 같으며, HF 용액의 농도는 10 % 로 하였다. 사용된 규소기판의 비저항은 0.06~0.12 Ωㆍcm이며 p형 (100) 단결정 기판이었다. 어레이를 구성하는 각 요소의 크기는 1 cm×1 cm로 하였다. 기판재활용 과정에 필요한 전해연마를 위해 100 mA/cm2의 전류밀도를 10 s 동안 흘려주었으며, 1M의 NaOH 용액을 사용하여 에칭하였다.3 is a scanning electron microscope (JEOL, JSM-6335F) image of the cross-section of each element and the shape of the porous silicon array consisting of the elements having five different fabrication conditions using the substrate recycling process of FIG. It is shown. The fabrication conditions of the elements constituting the array are shown in Table 1, and the concentration of HF solution was 10%. The resistivity of the silicon substrate used was 0.06 to 0.12 Ω · cm and was a p-type (100) single crystal substrate. The size of each element constituting the array was 1 cm x 1 cm. For the electropolishing required for the substrate recycling process, a current density of 100 mA / cm 2 was flowed for 10 s and etched using 1 M NaOH solution.

어레이의 첫 번째 요소(표 1의 A)는 양극산화되는 동안 10 mA/cm2의 일정한 전류밀도를 200 s동안 흘려주어 단일층을 제작하였다. 그리도 두번째 요소(표 1의 B)는 10 mA/cm2의 전류밀도를 200 s 동안 흘려준 후, 50 mA/cm2와 10 mA/cm2의 전류밀도를 각각 3 s와 90 s 동안 4주기를 흘려 총 9개의 층을 갖는 다층구조를 제작하였다. 다공질규소의 다층구조는 서로 다른 값을 갖는 전류밀도를 주기적으로 흘려줌으로써 제작할 수 있다는 것은 잘 알려져 있다[11]. 세 번째 요소(표 1의 C)는 10 mA/cm2와 50 mA/cm2의 전류밀도를 각각 90 s와 3 s 동안 4주기를 흘려주었고, 네 번째 요소(표 1의 D)는 두 번째 요소(표 1의 B)와는 반대 순서의 양극산화 조건을 통해 서로 대칭구조를 갖도록 제작하였다. 마지막으로 다섯 번째 요소(표 1의 E)는 세 번째와 두 번째 요소의 제작조건을 결합하여 총 17층을 갖는 다층구조를 제 작하였다.The first element of the array (A in Table 1) produced a monolayer by flowing a constant current density of 10 mA / cm 2 for 200 s during anodization. The second element (B in Table 1) then flows a current density of 10 mA / cm 2 for 200 s, followed by 4 cycles of 50 mA / cm 2 and 10 mA / cm 2 for 3 s and 90 s, respectively. Flowing through to produce a multilayer structure having a total of nine layers. It is well known that the multilayer structure of porous silicon can be produced by periodically flowing a current density having different values [11]. The third component (C in Table 1) gave four cycles of current densities of 10 mA / cm 2 and 50 mA / cm 2 for 90 s and 3 s respectively, and the fourth component (D in Table 1) It was manufactured to have a symmetrical structure with each other through anodization conditions in the reverse order to the elements (B of Table 1). Finally, the fifth element (E in Table 1) combined the fabrication conditions of the third and second elements to produce a multilayer structure with a total of 17 layers.

도 3에서 확인되는 바와 같이 단일 기판 위에 서로 다른 제작조건을 갖는 5개의 다공질규소 요소로 이루어진 어레이가 만들어진 것을 확인할 수 있다. 이때 도 3의 전자현미경 이미지는 비교를 위해 다공질규소층의 상부를 기준으로 정렬되었으며, 모두 15,000배의 배율로 관찰한 것이다. 도 에서와 같이 첫 번째 요소(A)는 단일 층이, 두 번째 요소(B)와 네 번째 요소(D)는 대칭 구조가 형성되었고, 세 번째 요소(C)는 다층구조가 만들어진 것을 확인할 수 있다. 뿐만 아니라 다섯 번째 요소(E)도 기대한 바와 같이 세 번째와 두 번째 요소가 순차적으로 결합하여 만들어진 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3, it can be seen that an array of five porous silicon elements having different fabrication conditions is made on a single substrate. At this time, the electron microscope image of FIG. 3 was aligned based on the top of the porous silicon layer for comparison, and all were observed at a magnification of 15,000 times. As shown in FIG. 1, the first element A has a single layer, the second element B and the fourth element D have a symmetrical structure, and the third element C has a multilayer structure. . In addition, the fifth element (E), as expected, it can be seen that the third and second elements are made by combining sequentially.

이와 같이 단일기판상에 서로 다른 제작조건을 갖는 요소들로 구성된 다공질규소 어레이는 앞에서 설명한 바와 같이 종래의 제작 기술로는 불가능하였으나, 본 발명의 도 2와 같은 기판재활용 과정을 통해 제작할 수 있음을 명확히 알 수 있다.As described above, the porous silicon array composed of elements having different fabrication conditions on a single substrate is impossible by the conventional fabrication technology, but it is clearly understood that the porous silicon array can be fabricated through the substrate recycling process as shown in FIG. Can be.

요소Element 양극산화전류밀도(mA/cm2)Anodic oxidation current density (mA / cm 2 ) 양극산화시간 (s)Anodization time (s) 주기적 반복 횟수Periodic repeat count 층의 수Number of floors (A)(A) 1010 200200 1One 1One (B)(B) 1010 200200 1One 1One 50 1050 10 3 903 90 44 88 (C)(C) 10 5010 50 90 390 3 44 88 (D) (D) 10 5010 50 90 390 3 44 88 1010 200200 1One 1One (E) (E) 10 5010 50 90 390 3 44 88 1010 200200 1One 1One 50 1050 10 3 903 90 44 88

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[4] Sharon Kingman, Drug Discovery Today. 6, 1186, (2001).[4] Sharon Kingman, Drug Discovery Today. 6 , 1186, (2001).

[5] S. N. Sharma, Ratnabali, Ratnabali Banerjee, Debabrata Das, S. Chattopadhyay, A. K. Barua, Applied Surface Science. 182, 333 (2001).[5] SN Sharma, Ratnabali, Ratnabali Banerjee, Debabrata Das, S. Chattopadhyay, AK Barua, Applied Surface Science. 182 , 333 (2001).

[6] Finny P. Mathew, Evangelyn C. Alocilja, Biosensors and Bioelectronics, 20, 1656 (2005).[6] Finny P. Mathew, Evangelyn C. Alocilja, Biosensors and Bioelectronics, 20 , 1656 (2005).

[7] A. Ould-Abbas, M. Bouchaour, N. -E. Chabane-Sari, S. Berger, A. Kaminski, A. Fave, J. Therm. Anal. Cal. 76, 685 (2004).[7] A. Ould-Abbas, M. Bouchaour, N.-E. Chabane-Sari, S. Berger, A. Kaminski, A. Fave, J. Therm. Anal. Cal. 76 , 685 (2004).

[8] Markus Rauscher, Herbert Spohn, Phys. Rev. E. 64, 031604 (2001).[8] Markus Rauscher, Herbert Spohn, Phys. Rev. E. 64 , 031604 (2001).

[9] B. Coasne, A. Grosman, C. Ortega, M. Simon, Phys. Rev. Lett. 88, 256102 (2002). [9] B. Coasne, A. Grosman, C. Ortega, M. Simon, Phys. Rev. Lett. 88 , 256 102 (2002).

[10] Y. Nakajima, A. Kojima, N. Koshida, Appl. Phys. Lett. 81, 2472 (2002).[10] Y. Nakajima, A. Kojima, N. Koshida, Appl. Phys. Lett. 81 , 2472 (2002).

[11] G. Vincent, Appl. Phys. Lett. 64, 2367 (1994).[11] G. Vincent, Appl. Phys. Lett. 64 , 2367 (1994).

도 1은 본 발명을 실현하기 위한 양극 산화 장치의 단면도1 is a cross-sectional view of the anodizing device for realizing the present invention

도 2는 기판 재활용 기법을 이용한 다공질규소 어레이의 제작과정에 대한 개략도2 is a schematic diagram of a fabrication process of a porous silicon array using a substrate recycling technique

도 3은 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 따라 제작된 다공질규소 어레이의 구현예3 is an embodiment of a porous silicon array manufactured according to the specific contents for the practice of the invention

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

11: 다공질규소11: porous silicon

12: 단결정 규소기판12: single crystal silicon substrate

13: 테플론 테이프13: teflon tape

14: 전극14: electrode

15: 백금전극15: platinum electrode

16: HF 용액16: HF solution

17: 테플론 재질의 용기17: Teflon container

18: 스테핑 모터18: stepping motor

19: 제어기19: controller

20: 전원 공급기20: power supply

21: 재활용된 기판 면21: Recycled substrate side

Claims (4)

다공질규소를 제작하는 과정에서 단결정 규소 기판을 HF 용액의 수직방향으로 단계적으로 넣거나 빼내면서 양극 산화를 통해 다공질규소 층을 형성하고, 전해연마 또는 NaOH 용액 에칭, 또는 전해연마와 NaOH 용액 에칭이 결합된 방식을 기반으로 하는 기판 재활용 기술의 이용을 특징으로 하여 단일기판 위에 동일 또는 서로 다른 제작조건을 갖는 두 개 이상의 요소로 구성된 다공질규소 어레이의 제작 방법In the process of fabricating porous silicon, a single silicon substrate is stepped in or out in the vertical direction of the HF solution to form a porous silicon layer through anodization, and electrolytic polishing or NaOH solution etching, or electropolishing and NaOH solution etching are combined. Method for fabricating a porous silicon array consisting of two or more elements with the same or different fabrication conditions on a single substrate, characterized by the use of substrate-based substrate recycling technology 제 1항에 있어서, 전해연마 또는 NaOH 용액 에칭, 또는 전해연마와 NaOH 용액 에칭을 결합한 방식을 통해 다공질규소층을 기판으로부터 제거하고, 이렇게 재활용된 기판 위에 양극 산화를 통해 다시 다공질규소층을 제작하는 기판재활용 방법The method of claim 1, wherein the porous silicon layer is removed from the substrate by electrolytic polishing or NaOH solution etching, or a combination of electropolishing and NaOH solution etching, and the porous silicon layer is again fabricated through anodization on the recycled substrate. Substrate Recycling Method 제 1항에 있어서, 동일 또는 서로 다른 제작조건을 갖는 두 개 이상의 어레이 요소가 단일 기판 위에 구성된 다공질규소 어레이 The porous silicon array of claim 1, wherein two or more array elements having the same or different fabrication conditions are formed on a single substrate. 제 1항에 있어서, HF 용액의 수면을 기준으로 할 때 수직방향으로 규소기판 을 단계적으로 삽입 또는 꺼내면서 양극산화를 통해 다공질규소층을 제작하는 방법The method of claim 1, wherein the porous silicon layer is manufactured through anodization while inserting or removing the silicon substrate in a vertical direction based on the water surface of the HF solution.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105308761A (en) * 2013-09-27 2016-02-03 太阳能公司 Electro-polishing and porosification

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