اندازه‌گيري هيدروژن در عمق نمونۀ سيليكان متخلخل به روش آشكارسازي ذرات پس‌زده از برخورد كشسان

In depth hydrogen measurement of porous silicon by elastic recoil detection analysis

سيليكان متخلخل (PS) از حل الكتروشيميايي سيليكان در محلول HF+DMF به‌دست مي‌آيد. در فرايند تشكيل حفره‌ها در سيليكان، تركيبات هيدروژن‌دار در سطح ديواره‌هاي حفره‌ها ايجاد مي‌شوند. در اين تحقيق با اندازه‌گيري ميزان هيدروژن در عمق نمونۀ PS، توزيع تخلخل در عمق نمونه تخمين زده شده است. با توجه با ناكارآمدي نرم‌افزارهاي شبيه‌سازي متداول آناليز با باريكۀ يوني، برنامۀ مناسبي براي شبيه‌سازي به روش مونت-كارلو نوشته شد تا نزديك‌ترين توزيع به نتيجۀ آزمايش به‌دست آيد. غلظت هيدروژن در عمق نمونۀ متناسب با ميزان تخلخل در نظر گرفته شده است. نتيجۀ به‌دست‌آمده نشان مي‌دهد كه بيشترين تخلخل براي نمونه 90% بوده است كه در عمق nm 139- 69 ايجاد شده است.

Porous silicon (PS) samples are obtained by electrochemical anodization of Si wafers in HF+DMF solution. The hydrogen complex components are formed on the inner surface walls of porous silicon. In this work the depth profile of porous silicon is estimated by measurement of hydrogen content in the depth of the sample. Since the well-known ion beam analysis simulation programs are inappropriate for simulating porous materials, a Monte-Carlo simulation program is developed to obtain the most consistent depth profiles with the experimental ones. Hydrogen content in the depth of the sample is considered to be proportional to the porosity of the sample. The results indicate that the maximum porosity of the sample is 90% for 69-139 nm depth of the sample.