عنوان پایان‌نامه
نانو ریز ماشین کاری سیلیکان برای ایجاد نانو سیم های سیلیکان
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1903;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49005
- تاریخ دفاع
- ۱۶ مرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- بهنام خیرالدینی موسوی
- استاد راهنما
- سیدشمس ا لدین مهاجرزاده
- چکیده
- با توجه به نیاز مبرم بر کنترل ابعاد و چگالی نانو سیم های سیلیکانی(SiNWs) با اندازه ی شعاع کنترل شده و با انحراف از میانگین پایین، در این پایان نامه روشی کم هزینه برای ساخت آنها با توان کنترل خطی اندازه ی قطر نانو سیم ها ارائه شده است. در این روش که زدایش سیلیکان با کمک فلز نام دارد، پارامترهای رایج برای کنترل ریخت و شعاع تقریبی SiNWs و سرعت زدایش عبارتند از: غلظت محلول، آلایش سیلیکان و تابش نور. با مطالعه ی دقیق فرآیند و شناخت نحوه ی زدایش با کاتالیزگر هنگام شروع واکنش و در حین واکنش، توانسته ایم با وراد کردن ضخامت فلز به عنوان یک درجه ی آزادی و تسریع و یا به تاخیر انداختن شروع زدایش کاتالیستی از روی سطح سیلیکان توسط رشد لایه ی SiO2 یا Si3N4، با کنترل آرایش مش کاتالیزگر به ریخت، قطر و انحراف از میانگین مطلوبی، بدون نیاز به تغییر غلظت آلاینده و استفاده از الگو دهی دست پیدا کنیم. در پایان با استفاده از معلومات بدست آمده از اثر سطح نیمه هادی و نور تابشی در شکل گیری نانو سیم ها و سیلیکان متخلخل، توانسته ایم تخلخل هایی عمودی و با سطح مقطع هایی به شکل دایروی، مربعی و مستطیلی و نانو سیم هایی با استرس ذاتی با شکلی خمیده، به صورت چسبیده به هم و مجزا بدست آوریم.
- Abstract
- We have investigated the formation of silicon nanowires under different conditions and catalyst thicknesses. The effect of solvent concentration has been taken into account as an important parameter to control the fabrication process. We have obtained different morphologies on various directions. Meanwhile, the effect of catalyst thickness on the diameters of the wires has been thoroughly investigated. This latter parameter allows us to obtain desired morphologies and SiNW diameters without changing the doping of silicon as previously reported by using silver-assisted method. So, we will not face mobility problems due to doping. Also, the formation of porous silicon with different porosities is observed for different catalyst thicknesses. It sheds light on what is happening during nanowires formation while transition from a porous silicon state onto silicon nanowire is taken place. The effect of metal thickness on the average diameter of nanowires has been investigated leading to a rather linear rise in the nanowire diameter with respect to metal thickness. This suggests that the gap in the catalyst mesh increases for thicker layers of metal which in turn results in larger diameters. Taking a close look in the behavior of metal we can control the sticking effect of nanowires often observed on the tip and on the rest of the side walls. Also, by introdicting HNO3 during silicon etching, we have been able to obtain separate nanowires under similar etching conditions which normally yield clusters of nanowires. By controlling metal thickness and adjusting the etchant concentrations we have obtained vertically etched porous silicon with different pore-sizes. By introducing light during formation of porous silicon we have been able to obtain rectangular cross sections. Moreover, changing the material of surface of Bulk Silicon to Si3N4 before deposition of catalyst metal, one is able to fabricate spring-like silicon nanowire structures. They are attached at the top and dettached at the bottom. They can also turn into a bunch of curvy nano structures spread on the surface of Bulk-Si. By reducing the thickness of the grown layer, they are attached on top and dettached at the bottom from bulk silicon, on the etching front.
