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1、第33卷第12期發(fā)光學報Vo1．33No．122012年l2月CHINESEJOURNALOFLUMINESCENCEDec．，2012文章編號：1000—7032(2012)12—1357-05黑硅材料的制備及其光學特性邵長金，何靜，劉邦武，夏洋，李超波(1．中國石油大學，北京102249；2．中國科學院微電子研究所，北京100029)摘要：采用金催化化學腐蝕和鈍化兩個過程成功制備了黑硅。利用原子力顯微鏡、分光光度計、紅外光譜儀和光致發(fā)光光譜儀分別對黑硅的微觀結構、反射率、表面狀態(tài)和發(fā)光性能進行了研究。結果表明：黑硅表面呈現(xiàn)山峰狀的微觀結構，其
2、平均反射率可低至3．31％。光致發(fā)光光譜上出現(xiàn)了3個發(fā)光峰，分別由量子限制效應、硅氧烯、雜質(zhì)和缺陷引起。關鍵詞：黑硅；微觀結構；反射率；紅外光譜；光致發(fā)光光譜中圖分類號：0641：0443文獻標識碼：ADOI：10．3788／fgxb20123312．1357PreparationandOpticalCharacterizationofBlackSiliconMaterialsSHAOChang-jin。，HEJing，LIUBang—wu，XIAYang，LIChao．bo(1．ChinaUniversityofPetroleum，Beijin
3、g102249，China；2．InstituteofMicroelectronicsofChineseAcademyofSciences，Beijing100029，China)$Co~espondingAuthor．E—mail：liubangwu@ime．a(chǎn)c．caAbstract：TheblacksiliconhasbeensuccessfullyproducedbyAuparticle-assistedchemicaletch-ing．Themicrostructure，reflectance，surfacemorphologyandp
4、hotoluminescencepropertiesofblacksiliconhavebeeninvestigatedbyatomicforcemicroscope，spectrophot0meter，infraredspectrometerandph0t0luminescencespectrometer，respectively．Theresultsshowthattheobtainedblacksiliconexhibitsamountain—likestructurewiththeaveragereflectanceof3．31％．The
5、mechanismofblacksiliconproducedbyAuparticle—assistedchemicaletchingisthecombinationofetchingeffectandpassivationeffect．Thephot0luminescencespectrumcanbeseparatedintothreepeakswhichresultsfromquantumconfinementeffect，siloxene，impurityanddefect，respectively．Keywords：blacksilico
6、n；microstructure；reflectivity；infraredspectroscopy；phot0luminescencespectroscopy秒激光脈沖I3]、反應離子刻蝕法(RIE)[4-5]、電化—口學腐蝕法_6_7]和金屬催化化學腐蝕法[8刪等。這黑硅作為一種低反射率的材料，幾乎可以全些方法中，金屬催化化學腐蝕方法的過程最為簡部吸收近紫外至近紅外波段的光，在太陽能電單，并且成本相對較低。在金屬催化化學腐蝕過池、光電探測器和發(fā)光器件等領域有著廣泛程中被用作催化劑的主要有金、鈀、鉑和銅等金的用途。目前制備黑硅的方法有很多，主要
7、有飛屬，腐蝕溶液主要有HF／K，Cr，O，／H，O溶液J、收稿日期：2012．07—19；修訂日期：2012．10—08基金項目：國家自然科學基金(61106060)；中國科學院知識創(chuàng)新工程重大項目(Y2YF028001)；國家高技術研究發(fā)展計劃(2012AA052401)資助項目作者簡介：邵長金(1964一)，男，山東費縣人，主要從事物理原理在采油中的應用的研究。E—mail：liubangwu@ime．a(chǎn)c．a(chǎn)n，Tel：(010)82995758第l2期邵長金．等：黑硅材料的制備及其光學特性圖2為黑硅的反射率曲線圖，測量范圍為硅片表面具有S
8、i一0一Si、Si一0和Si—F鍵，而黑300～1100iqm可以看到黑硅的反射率比拋光硅表面具有si一0一si、Si—H、Si—F和S
