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像海绵一样的SiC晶片?维也纳工业大学开发出新的半导体加工技术
2018月01月27日 发布 分类:技术前沿 点击量:511
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1月22日报道,维也纳工业大学(TU Wien)的研究人员成功实现在碳化硅半导体中产生一种类似纳米海绵的多孔结构,为微型传感器或特殊的光学和电子元件的实现提供了新的可能性,同时也可让集成的光学镜片元件过滤特定颜色。

 

研究人员宣称,这种新技术可以在微观尺度上精确并具有选择性地控制碳化硅的孔隙度,有望在反射涂层、光学或电子元件特殊的生物传感器,以及抗阻电容器等领域得到应用。

 

被设计成只有绿光可通过的SiC晶片

 

光折射控制

“一种具有无数纳米孔隙的半导体材料,意味着一系列令人兴奋的技术可能性,”来自于TU Wien传感器和执行器研究组的Markus Leitgeb这么道,“多孔结构影响光波受材料影响的方式。如果我们能够控制孔隙度这意味着我们也控制材料的光学折射率。

 

项性能在传感器技术中十分有意义——例如,可以用多孔半导体传感器测量微量液体的折射率,从而不同的液体进行可靠的区分。然而有了技术,也需要有合适的材料Schmid教授说:“到目前为止,硅是我们应用上最成熟的材料。”然而,硅在恶劣的环境条件下如极端高温或碱性溶液,结构迅速遭受破坏因此不适合生物或电化学环境出于这个原因,研究组决定将应用材料换成生物相容性更好的SiC。

 

选色镜

据研究组公布出的资料,这种多孔结构是通过在干净的SiC表面部分覆盖一层薄薄的铂然后将其浸泡腐蚀性溶液并暴露在紫外光下进行氧化,最终在没被铂覆盖的地方形的。最初这层多孔层只有1微米厚,之后再通过电荷反应借助它再生成的新的小孔,最终获得具有一定孔隙度和厚度的多孔层。

 

 

“多孔结构材料表面扩散到内部。在这个过程中,通过调节电荷,我们可以在一定深度上获得我们想要的孔隙度。Markus Leitgeb解释道。“通过这种方式,可以产生一种复杂的SiC层结构,有些地方孔隙度较高,有些地方孔隙度较低,然后再通过高压脉冲将其基体材料分离。由于各层的厚度可以选择,于是这种分层结构既可以反射特定的波长,也能允许特定的波长穿过,从而形成一个集成的选色境

 

来源:维也纳工业大学

粉体圈编译:Coco


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