本技術(shù)涉及硅微細加工的，具體涉及一種光輔助電化學(xué)刻蝕裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著信息社會的不斷發(fā)展，電子器件小型化的需求不斷增加。而電容器作為一種主要的無源器件，通過刻蝕可以在基底表面形成三維圖形，以提升其電容密度。這種3d電容器通常采用硅有序大孔陣列作為3d基底材料。其中，硅有序大孔陣列是一類特殊的多孔硅結(jié)構(gòu)，相較于孔尺寸和孔形態(tài)復(fù)雜多變、難以精準控制的多孔硅，硅有序大孔陣列要求孔尺寸均勻且具有垂直光滑的側(cè)壁。硅有序大孔陣列的制備方法主要分為干法刻蝕和濕法刻蝕兩大類，前者依賴昂貴的設(shè)備導(dǎo)致成本大幅度提高，后者主要通過電化學(xué)刻蝕可以低成本地獲得所需樣品，因此被廣泛用于硅有序大孔陣列的制備。

2、具體地，濕法刻蝕裝置根據(jù)刻蝕槽的結(jié)構(gòu)一般可劃分為單槽裝置和雙槽裝置。在單槽裝置中，硅片作為陽極，在進行電化學(xué)刻蝕前，硅片背面沉積歐姆接觸層。然而，此類裝置中，為了形成良好的歐姆接觸，通常采用擴散摻雜或金屬沉積等方式，易對硅片造成污染且增加了工藝步驟和成本，并且光源直接照射硅片，導(dǎo)致硅片發(fā)熱，影響刻蝕均勻性，需要對含氫氟酸溶液的反應(yīng)液進行循環(huán)控溫或者將整個反應(yīng)槽放置在大型溫控裝置中，這無疑提高了工藝難度和成本。

3、相對于此，雙槽裝置分別設(shè)導(dǎo)電液槽和反應(yīng)槽兩個電解槽，可以顯著改善以上問題。但雙槽裝置目前主要應(yīng)用于多孔硅和p型硅有序大孔陣列的制備，難以制備均勻且高深寬比的n型硅有序大孔陣列。這是由于n型硅和氫氟酸反應(yīng)界面難以獲得穩(wěn)定且充足的空穴，既保證大孔陣列均勻生長，且孔通道垂直光滑。因此，如何有效增加硅片反應(yīng)界面的空穴濃度，是制備均勻生長且側(cè)壁光滑的n型硅有序大孔陣列必須要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問題：

2、針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種的光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，實現(xiàn)硅有序大孔陣列的簡便且低成本的制備。

3、解決問題的技術(shù)手段：

4、本實用新型提供一種光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，是用于光輔助電化學(xué)刻蝕制備硅大孔陣列的雙槽裝置，包括：雙槽主體、電源單元、光源單元、循環(huán)單元和攪拌單元，其中，所述雙槽主體包括：盛裝刻蝕液的反應(yīng)槽、鄰接所述反應(yīng)槽且盛裝導(dǎo)電液的導(dǎo)電液槽以及位于所述反應(yīng)槽和所述導(dǎo)電液槽之間的硅片；所述光源單元以從所述導(dǎo)電液槽側(cè)照射所述硅片的形式位于所述雙槽主體外側(cè)；所述循環(huán)單元與所述雙槽主體的所述導(dǎo)電液槽連通；所述攪拌單元安裝于所述雙槽主體的所述反應(yīng)槽內(nèi)部；所述電源單元以與所述導(dǎo)電液槽和所述反應(yīng)槽和所述硅片形成電回路的形式連接。

5、也可以是，在本實用新型中，所述光源單元包括光源和透光玻璃；所述透光玻璃安裝于所述導(dǎo)電液槽的側(cè)面開口上；所述光源位于在所述導(dǎo)電液槽外側(cè)；所述光源、所述透光玻璃、所述硅片三者中心對齊地配置。

6、也可以是，在本實用新型中，所述光源為高功率的鹵素?zé)艋蚣す馄?，所述透光玻璃為透光率高的石英玻璃?/p>

7、也可以是，在本實用新型中，所述電源單元包括：放置在所述導(dǎo)電液槽內(nèi)的鉑網(wǎng)陽極、放置在所述反應(yīng)槽內(nèi)的鉑網(wǎng)陰極以及與所述鉑網(wǎng)陽極和所述鉑網(wǎng)陰極分別電連接的電源；所述鉑網(wǎng)陽極、所述鉑網(wǎng)陰極、所述硅片三者中心對齊地配置。

8、也可以是，在本實用新型中，盛裝刻蝕液的所述反應(yīng)槽、盛裝導(dǎo)電液的所述導(dǎo)電液槽、所述硅片、所述鉑網(wǎng)陽極、所述鉑網(wǎng)陰極以及所述電源構(gòu)成了刻蝕回路。

9、也可以是，在本實用新型中，所述循環(huán)單元包括：與所述導(dǎo)電液槽連通的回流管；與所述回流管連通且盛裝循環(huán)液的循環(huán)槽；用于抽取循環(huán)液使之循環(huán)的泵；與所述循環(huán)槽連通且與所述泵連接的吸液管；與所述導(dǎo)電液槽連通且與所述泵連接的輸入管；以及用于冷卻所述循環(huán)槽內(nèi)的循環(huán)液的控溫裝置。

10、也可以是，在本實用新型中，所述攪拌單元包括設(shè)于所述反應(yīng)槽內(nèi)的電動攪拌器。

11、發(fā)明效果：

12、本實用新型能提供一種光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，在傳統(tǒng)雙槽裝置進行了改良，引入了可控的溫控裝置和攪拌裝置，在成本可接受的范圍內(nèi)有效提升刻蝕的均勻性，同時采用外置大功率光源照射硅片背面，提高空穴濃度和降低空穴運輸損耗，促進孔底端獲取充足空穴。由此，能通過簡單且低廉的裝備制備出均勻生長且側(cè)壁光滑的n型和p型硅大孔陣列。

技術(shù)特征：

1.一種光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)的目的在于提供一種的光輔助電化學(xué)刻蝕裝置，實現(xiàn)硅有序大孔陣列的簡便且低成本的制備。包括：雙槽主體、電源單元、光源單元、循環(huán)單元和攪拌單元，其中，所述雙槽主體包括：盛裝刻蝕液的反應(yīng)槽、鄰接所述反應(yīng)槽且盛裝導(dǎo)電液的導(dǎo)電液槽以及位于所述反應(yīng)槽和所述導(dǎo)電液槽之間的硅片；所述光源單元以從所述導(dǎo)電液槽側(cè)照射所述硅片的形式位于所述雙槽主體外側(cè)；所述循環(huán)單元與所述雙槽主體的所述導(dǎo)電液槽連通；所述攪拌單元安裝于所述雙槽主體的所述反應(yīng)槽內(nèi)部；所述電源單元以與所述導(dǎo)電液槽和所述反應(yīng)槽和所述硅片形成電回路的形式連接。

技術(shù)研發(fā)人員：劉志甫,張靜,張發(fā)強,馬名生
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
技術(shù)研發(fā)日：20231228
技術(shù)公布日：2024/9/19