用于微波/射频集成电路的一种新型低损耗介质——多孔硅及氧化多孔硅厚膜

提出在单片微波集成电路(MMIC)中用多孔硅/氧化多孔硅厚膜作微波无源器件的低损耗介质膜.研究了厚度为70μm的多孔硅/氧化多孔硅厚膜在低阻硅衬底上的形成,这层厚膜增加了衬底的电阻率,减少了微波的有效介质损耗.通过测量在低阻硅衬底上形成的氧化多孔硅厚膜上的共平面波导的微波特性,证明了在低阻硅衬底上用厚膜氧化多孔硅可以提高共平面传输线(CPW)的微波特性.     

用于硅衬底隔离的选择性多孔硅厚膜的制备

在硅衬底上形成高阻隔离层对于提高硅基射频电路的性能具有重要意义。采用多孔硅厚膜作为隔离层，能够极大地降低衬底高频损耗。本文对n^ 型硅衬底上选择性多孔硅厚膜的制备进行了研究。通过在阳极氧化反应中采用不同的HF溶液的浓度、电流密度和反应时间来控制多孔硅的膜厚、孔隙度等特性。有效地减少了多孔硅的龟裂失效，得到的多孔硅最大膜厚为72μm。并测量了多孔硅的生长速率与表面形貌。     

用于硅衬底隔离的选择性多孔硅厚膜的制备

在硅衬底上形成高阻隔离层对于提高硅基射频电路的性能具有重要意义.采用多孔硅厚膜作为隔离层,能够极大地降低衬底高频损耗.本文对n 型硅衬底上选择性多孔硅厚膜的制备进行了研究.通过在阳极氧化反应中采用不同的HF溶液的浓度、电流密度和反应时间来控制多孔硅的膜厚、孔隙度等特性.有效地减少了多孔硅的龟裂失效,得到的多孔硅最大膜厚为72μm.并测量了多孔硅的生长速率与表面形貌.     

用于硅衬底隔离的选择性多孔硅厚膜的制备

在硅衬底上形成高阻隔离层对于提高硅基射频电路的性能具有重要意义。采用多孔硅厚膜作为隔离层 ,能够极大地降低衬底高频损耗。本文对n+型硅衬底上选择性多孔硅厚膜的制备进行了研究。通过在阳极氧化反应中采用不同的HF溶液的浓度、电流密度和反应时间来控制多孔硅的膜厚、孔隙度等特性。有效地减少了多孔硅的龟裂失效 ,得到的多孔硅最大膜厚为 72 μm。并测量了多孔硅的生长速率与表面形貌     

氧化多孔硅上制作Cu电感的研究

给出了一种厚膜氧化多孔硅(OPS)层上制作Cu电感的新型工艺技术。由于OPS是一种低损耗的材料,铜的电阻率很低,采用OPS隔离硅衬底和Cu线圈能够降低电感的寄生损耗,提高电感Q值。实验过程中将孔隙度>56%的多孔硅厚膜利用两步氧化法氧化为OPS厚膜,通过种子层溅射/光刻/电镀Cu/刻蚀种子层的方法完成了Cu线圈的电镀。获得了1nH的电感,其Q值在10GHz的频率下达到了9,电感的自谐振频率超过20GHz。     

用过氧化氢后处理多孔硅厚膜的一种新技术

提出使用过氧化氢后处理多孔硅厚膜.在乙醇、氢氟酸、过氧化氢溶液中,多孔硅样片做阴极施加电流密度为10mA/cm2,希望通过后处理增强多孔硅表面的稳定性、光滑度和机械强度.研究了厚度为20μm和70μm的多孔硅厚膜经过过氧化氢处理后的微结构.扫描电镜图显示经过过氧化氢处理后的多孔硅厚膜表面的光滑度有极大的提高,X光衍射光谱揭示经过过氧化氢后处理后多孔硅表面形成了一层氧化膜.     

用过氧化氢后处理多孔硅厚膜的一种新技术

提出使用过氧化氢后处理多孔硅厚膜.在乙醇、氢氟酸、过氧化氢溶液中,多孔硅样片做阴极施加电流密度为10 m A/cm2 ,希望通过后处理增强多孔硅表面的稳定性、光滑度和机械强度.研究了厚度为2 0 μm和70 μm的多孔硅厚膜经过过氧化氢处理后的微结构.扫描电镜图显示经过过氧化氢处理后的多孔硅厚膜表面的光滑度有极大的提高,X光衍射光谱揭示经过过氧化氢后处理后多孔硅表面形成了一层氧化膜     

低阻硅衬底上形成的低损耗共平面波导传输线

在厚膜多孔硅 (PS) /氧化多孔硅 (OPS)衬底上 ,结合聚酰亚胺涂层改善表面 ,研制低损耗、高性能射频 (RF) /微波 (MW)共平面波导CPW(CoplanarWaveguide) .通过在N和P型硅上形成不同厚度PS膜 ,并对其上的CPW进行分析比较 ,厚膜PS与石英的共面波导插入损耗非常接近 ,远小于在 2 0 0 0Ω·cm高阻硅上形成的多晶硅 -氧化硅组合衬底 :在 0 33GHz范围 ,插入损耗小于 5dB/ 1.2cm ;33 4 0GHz范围 ,小于 7.5dB/ 1.2cm .     

新型湿法氧化对多孔硅发光强度的影响

在适当条件下氧化多孔硅是提高多孔硅发光强度的良好途径。首次采用含CH3CSNH2的HF酸水溶液作为氧化剂对初始多孔硅进行了湿法阳极氧化,大大改善了多孔硅的发光强度,并研究了氧化电流密度、氧化温度、氧化时间等一系列因素对氧化多孔硅光致发光强度的影响。实验发现,在电流密度1mA/cm^2,氧化液温度60℃,氧化时间为10min的条件下,可以获得最强光致发光;在此最优条件下得到的氧化样品较初始样品发光增强了18倍。     

适用于高品质射频集成电感的多孔硅新型衬底制备技术

提出了背向选区腐蚀生长多孔硅的集成电感衬底结构.ASITIC模拟证明,该新型衬底结构的集成电感在高频下仍具有较高的品质因子.采用此工艺,在固定腐蚀液配比的条件下,变化电流密度和阳极氧化时间,制备出了高质量的厚膜多孔硅,并测量了多孔硅的生长厚度、孔径大小和表面形貌,得出了多孔硅生长速率随阳极氧化时间和电流密度的变化关系,为背向选区腐蚀工艺制备高品质硅基集成电感奠定了理论和实验基础.     

用氧化多孔硅作牺牲层制备硅基电容式微传声器

提出了一种新的工艺方法制备硅基电容式微传声器.用氧化多孔硅作牺牲层制备空气隙,用约15μm厚的浓硼掺杂硅作为微传声器的刚性背极板.采用该方法制备的微传声器,在500Hz至11kHz的工作频率下,灵敏度范围为-55dB(1.78mV/Pa)到-45dB(5.6mV/Pa),随着频率的升高,灵敏度呈上升趋势,截止频率超过20kHz.     

用氧化多孔硅作牺牲层制备硅基电容式微传声器

提出了一种新的工艺方法制备硅基电容式微传声器.用氧化多孔硅作牺牲层制备空气隙,用约15μm厚的浓硼掺杂硅作为微传声器的刚性背极板.采用该方法制备的微传声器,在50 0 Hz至11k Hz的工作频率下,灵敏度范围为-55d B(1.78m V/Pa)到-4 5d B(5.6m V/Pa) ,随着频率的升高,灵敏度呈上升趋势,截止频率超过2 0 k Hz     

氧化多孔硅周期性波导光栅耦合器的实验研究

报道了用两束相干激光在HF溶液中的多孔Si(PS)表面上干涉形成光强周期分布,通过光溶解得到了孔隙率周期变化的结构,从而制备出氧化PS周期性波导光栅。实现了辐射模与波导中传输模之间的耦合,并由外部入射光波或衍射光的方向确定了波导层的有效折射率。     

Oxidized Porous Silicon Nanostructures Enabling Electrokinetic Transport for Enhanced DNA Detection

Nanostructured porous silicon (PSi) is a promising material for the label‐free detection of biomolecules, but it currently suffers from limited applicability due to poor sensitivity, typically in micromolar range. This work presents the design, operation concept, and characterization of a novel microfluidic device and assay that integrates an oxidized PSi optical biosensor with electrokinetic focusing for a highly sensitive label‐free detection of nucleic acids. Under proper oxidation conditions, the delicate nanostructure of PSi can be preserved, while providing sufficient dielectric insulation for application of high voltages. This enables the use of signal enhancement techniques, which are based on electric fields. Here, the DNA target molecules are focused using an electric field within a finite and confined zone, and this highly concentrated analyte is delivered to an on‐chip PSi Fabry–Pérot optical transducer, prefunctionalized with capture probes. Using reflective interferometric Fourier transform spectroscopy real‐time monitoring, a 1000‐fold improvement in limit of detection is demonstrated compared to a standard assay, using the same biosensor. Thus, a measured limit of detection of 1 × 10^?9 m is achieved without compromising specificity. The concepts presented herein can be readily applied to other ionic targets, paving way for the development of other highly sensitive chemical and biochemical assays.     

多孔硅的应用研究进展

多孔硅是一种新型的纳米半导体光电材料,室温下具有优异的光致发光、电致发光等特性,易与现有硅技术兼容,极有可能实现硅基光电器件等多个领域的应用．扼要论述了多孔硅在绝缘材料、敏感元件及传感器、照明材料及太阳能电池、光电器件以及作为合成其它材料的模板等多个领域内的应用进展情况,并对其发展前景作了展望。     

多孔硅M/PS结的研究

对不同金属形成的M／PS／Si/Al结构样品进行测试，发现其I－V特性曲线具有相似的形状，区别仅在于高偏压下的串连电阻不同，通过进行表面态对M／PS影响的分析可知M／PS具有欧姆行为特性。     

双层多孔硅结构上的UHV/CVD硅外延

报道了采用超高真空化学气相淀积 ( UHV/CVD)在多孔硅层上的单晶硅外延技术 .研究了两步阳极化法形成不同多孔度的双层多孔硅层及外延前对多孔硅进行长时间的低温真空预处理等工艺 .对获得的外延层作了 XRD、XTEM和扩展电阻等测量 ,测量结果表明硅外延层单晶性好 ,并和硅衬底、多孔硅层具有相同的晶向 .硅外延层为 P型 ,电阻率大于 1 0 0 Ω·cm.     

多孔硅光电导特性研究

多孔硅材料具有较强的可见光光电导效应，本文采用阳极氧化工艺制作了Al/PS/Si/Al的结构样品，给出了由不同工艺制备的样品的光电导响应曲线及其峰值。结果表明：多孔硅禁带宽度在1.9eV左右，大于Si的禁带宽度1.12eV，这与多孔硅的发光现象和能带展宽理论相一致。