Nanoscale Journal-Cover-Design-Service (b-Si)

Nanoscale

02 Feb 2023

Nanostrukturiertes schwarzes Silizium im Wafermaßstab mit Morphologie-Engineering über fortschrittliches Sn-unterstütztes Trockenätzen für Sensor- und Solarzellenanwendungen

Shaoteng Wu,^*ab Qimiao Chen,^*a Lin Zhang,^a Huixue Ren,^b Hao Zhou,^a Liangxing Hu^a and Chuan Seng Tan^ac 

10.1039/D2NR06493F

Schwarzes Si (b-Si), das Breitbandlicht-Antireflexion bietet, ist zu einem vielseitigen Substrat für Fotodetektoren, fotoelektrische Katalyse, Sensoren und fotovoltaische Geräte geworden. Die herkömmlichen Herstellungsmethoden weisen jedoch den Nachteil einer einheitlichen Morphologie, geringen Ausbeute oder Zerbrechlichkeit auf. In dieser Arbeit stellen wir eine CMOS-kompatible Technik mit hoher Ausbeute zur Herstellung von 6-Zoll-b-Si im Wafermaßstab mit verschiedenen zufälligen Nanostrukturen vor. b-Si wird durch O2/SF6-Plasma-basiertes reaktives Ionenätzen (RIE) des Si-Wafers erreicht, der mit einer GeSn-Schicht beschichtet ist. Ein stabiles Gitter der SnOxFy-Schicht, das während des anfänglichen GeSn-Ätzens gebildet wird, fungiert als selbstorganisierte Hartmaske für die Bildung von Si-Nanostrukturen im Subwellenlängenbereich. Es wurden b-Si-Wafer mit unterschiedlichen Oberflächenmorphologien wie Nanoporen, Nanokegeln, Nanolöchern, Nanohügeln und Nanodrähten hergestellt.