This program has been supported by the Australian Government through the Australian Renewable Energy Agency (ARENA). Responsibility for the views, information or advice expressed herein is not accepted by the Australian Government.

1. Setup sperimentale <ol><li> Individuare una cappa aspirante adatto per la tecnica di misura, e rimuovere qualsiasi apparecchiatura irrilevante per consentire una migliore flusso d&#39;aria e ridurre sprecare. Non utilizzare prodotti chimici diversi da acido fluoridrico (HF) nella cappa. </li><li> Testare la qualità del (DI) acqua deionizzata dal rubinetto all&#39;interno della cappa utilizzando un misuratore di conducibilità. Assicurarsi che l&#39;acqua deionizzata ha una conduttanza di al massimo 0,055 mS / cm ad una temperatura di 20 ° C. </li><li> Mettere una vita tester portatori minoritari nella cappa. Collegare i cavi di un computer, che si trova su un tavolo fuori della cappa. </li><li> Accendere il computer e la durata tester. Aprire il file tester durata del computer e fare clic sul pulsante &#39;misura&#39; per garantire la corretta comunicazione tra il computer e il tester vita. La sorgente di luce del tester vita dovrebbe lampeggiare se il computer e tester siano stati collegati correttamente. </li&gt; <li> Posizionare una lampada alogena all&#39;interno della cappa. Posizionare la lampada in modo tale che può illuminare la fase durata tester cui verrà collocato il campione. </li><li> Collegare la lampada alogena ad una fonte di alimentazione che deve essere situato al di fuori della cappa. Quando la lampada alogena è acceso, l&#39;intensità deve essere di almeno 0,02 W / cm 2 sulla scena vita tester. </li></ol> 2. Preparare la soluzione di HF 15% Nota: HF è una sostanza chimica pericolosa e deve essere trattato con cura. Essa provoca lento, sostenuto, e danno profondità al corpo dopo l&#39;esposizione. HF non è in grado bruciare la pelle come altri acidi - anzi assorbe rapidamente nella pelle e provoca profonde vesciche e danni alle ossa. Ciò significa che le ossa diventano fragili e vesciche come fluoro reagisce con il calcio. HF si lega anche con il calcio gratis che viene utilizzato nella regolazione nervosa e l&#39;equilibrio osmotico delle cellule, in modo vincolante di calcio libero nel corpo può essere fatale. È fondamentale chel&#39;utente segue i protocolli di sicurezza di laboratorio quando si utilizza HF, e assicura che conoscono la posizione del kit di pronto soccorso HF e hexafluorine (o calcio gluconato gel). <ol><li> Posizionare un contenitore pulito chimicamente rotondo di plastica (H: 55 mm, D: 170 millimetri) nella cappa (come nel punto 1). Il contenitore deve avere un coperchio trasparente in plastica. Vedere sezione 6 su come pulire chimicamente il contenitore prima dell&#39;uso. </li><li> Eliminare la zona intorno al contenitore di plastica nella cappa per cui la soluzione di HF può essere preparata senza ostruzioni nelle vicinanze. </li><li> Applicare tutti i dispositivi di protezione individuale (DPI). </li><li> ATTENZIONE: Aggiungere 50 ml di HF a 100 ml di acqua deionizzata (H 2 O) nel contenitore. </li><li> ATTENZIONE: Aggiungere 20 ml di acido cloridrico (HCl) al contenitore e miscelare l&#39;H 2 O: HF: soluzione di HCl utilizzando pinzette di plastica. Sciacquare le pinzette subito dopo. </li><li> ATTENZIONE: posiziona il coperchio del contenitore di plastica e consentire il solutia stabilirsi per 1 ora. Durante questo tempo, fumi HF si condensa sul coperchio. </li><li> Adeguatamente etichettare il contenitore e mettere in chiaro che essa contiene HF. Nota: La soluzione di HF durerà 1-2 mesi con un utilizzo intenso. Pertanto non vi è alcuna necessità di sostituire la soluzione ogni volta che una misura deve essere eseguita. </li></ol> 3. Calibrazione del Tester Lifetime <ol><li> Individuare almeno 6 wafer di silicio di resistività e conduttanza nota. Idealmente la gamma resistività dovrebbe estendersi ,1-100 Ω cm. </li><li> Sul computer, aprire il file di calibrazione tester vita. Inserisci la resistività di ogni fetta della tabella e quindi fare clic su &#39;Aggiornamento # di wafer&#39;. </li><li> Fare clic sul pulsante &#39;Get data&#39; nel file di calibrazione e inserire i dettagli del tester vita. </li><li> Applicare tutti i DPI necessari. </li><li> ATTENZIONE: il contenitore di plastica pieno con la soluzione di HF sul palco durata tester e posizionarlo sopra la bobina induttiva (blue regione cerchio). </li><li> Quando viene richiesto di misurare la &#39;tensione air&#39; sul computer, misurare la tensione della soluzione HF facendo clic sul pulsante &#39;Ok&#39;. In questo caso, l&#39;aria è stata sostituita dalla conduttanza della soluzione di HF. </li><li> ATTENZIONE: Rimuovere con cautela il contenitore riempito con HF dal palco e posizionarlo sul banco cappa. Rimuovere con cautela il coperchio. </li><li> ATTENZIONE: Quando il coperchio è stato rimosso dal contenitore, immergere la prima fetta di silicio nella soluzione HF usando pinzette di plastica. Posizionare il coperchio sul contenitore. </li><li> ATTENZIONE: il contenitore di plastica di nuovo sul palco durata tester e posizionarlo sopra la bobina induttiva. Assicurarsi che il wafer di silicio è centrata sopra la bobina (regione cerchio blu). </li><li> Quando viene richiesto di misurare la &#39;tensione di campione&#39; sul computer, fare clic ancora una volta il pulsante &#39;Ok&#39;. Rimuovere il contenitore dal palco e posizionarlo sul banco cappa. </li><li> ATTENZIONE: r cautela<html> imuovere il wafer di silicio dalla soluzione di HF con una pinzetta di plastica e sciacquare il wafer nei bicchieri di risciacquo dedicati. Fare un risciacquo finale sotto il rubinetto nella cappa. </li><li> ATTENZIONE: Mettere il coperchio posteriore sul contenitore, e posizionare il contenitore di nuovo sul palco durata tester. </li><li> Ripetere i passaggi 3,6-3,12 finché non sono stati misurati tutti i campioni. </li><li> Una volta che tutti i campioni sono stati misurati, fare clic sul pulsante &#39;data Fit &quot;nel file di calibrazione. Questo si inserisce una curva parabolica per i dati misurati e di fornire coefficienti di calibrazione A, B e C, che sono specifici per questa configurazione. </li><li> Sul computer, aprire il file tester vita e fare clic sulla scheda &#39;Impostazioni&#39;. Inserire nei nuovi coefficienti di calibrazione A, B e C per l&#39;impostazione HF. Salvare il file con un nuovo nome. Nota: L&#39;impostazione HF richiede solo una taratura ogni 6 mesi. Pertanto non è necessario calibrare la configurazione ogni volta che una misura deve essere eseguita. </li></ol>jove_title &quot;&gt; 4. Wet trattamento chimico di Silicon Wafer Prima di misurazione <ol><li> Preparare standard di pulizia 1 (SC 1). <ol><li> ATTENZIONE: In una cappa alcalina assegnato, aggiungere 185 ml di idrossido di ammonio (NH 4 OH) a 1.295 ml di acqua deionizzata in un bicchiere di vetro 2 L. </li><li> ATTENZIONE: Posizionare il becher su una piastra calda e riscaldare l&#39;H 2 O: NH 4 OH soluzione ad una temperatura di ~ 50 ° C. Utilizzare un vetro da orologio per coprire il bicchiere. </li><li> ATTENZIONE: Una volta che l&#39;H 2 O: NH 4 OH soluzione ha raggiunto una temperatura di ~ 50 ° C, aggiungere 185 ml di acqua ossigenata (H 2 O 2) e continuare a riscaldare fino a quando la temperatura raggiunge i 75 ° C ~. Questo H 2 O: NH 4 OH: H 2 O 2 soluzione è nota come SC 1. Nota: SC 1 deve essere cambiato ogni giorno per wafer di silicio efficacemente puliti. </li></ol></li><li> Preparare standard di pulito 2 (SC 2). <ol><li> ATTENZIONE: In un acido assegnato cappa,aggiungere 185 ml di HCl a 1.295 ml di acqua deionizzata in un bicchiere di vetro 2 L. </li><li> ATTENZIONE: Posizionare il becher su una piastra calda e riscaldare l&#39;H 2 O: soluzione HCl ad una temperatura di ~ 50 ° C. Utilizzare un vetro da orologio per coprire il bicchiere. </li><li> ATTENZIONE: Una volta che l&#39;H 2 O: soluzione HCl ha raggiunto una temperatura di ~ 50 ° C, aggiungere 185 ml di H 2 O 2 e continuare a riscaldare fino a quando la temperatura raggiunge i 75 ° C ~. Questo H 2 O: HCl: H 2 O 2 soluzione è nota come SC 2. Nota: Cambiare SC 2 al giorno per wafer di silicio efficacemente puliti. </li></ol></li><li> Preparare la soluzione di attacco silicio. <ol><li> In una cappa alcalina assegnato, aggiungere 1.600 ml di idrossido di tetrametilammonio (TMAH) per un bicchiere di vetro 2 L chimicamente pulito. Si prega di consultare la sezione 6 su come pulire chimicamente il bicchiere prima dell&#39;uso. </li><li> Porre il becher su una piastra calda e riscaldare la soluzione TMAH ad una temperatura di 85 ~6; C. Utilizzare un vetro da orologio per coprire il bicchiere. Nota: la soluzione TMAH non avrà bisogno di cambiare fino a quando non comincia a cristallizzarsi, vale a dire, dopo 1 mese. </li></ol></li><li> Eseguire il trattamento chimico bagnato. <ol><li> Caricare i campioni in una culla di quarzo e metterli in una soluzione di HF comunale in laboratorio. La concentrazione non è critica. </li><li> Dopo circa 10 secondi o una volta che i campioni diventano idrofoba (tirare a secco), rimuovere il supporto dalla soluzione di HF e sciacquare con 3 bicchieri riempiti con acqua deionizzata. </li><li> Trasportare la culla di wafer alla cappa aspirante dove SC 1 è stato preparato. Quando SC 1 è stabilizzata a ~ 75 ° C, lentamente immergere la culla di wafer in SC 1. </li><li> Pulire i wafer in SC 1 per 10 min. </li><li> Trascorso 10 min, togliere la culla di wafer da SC 1 e sciacquarli con tre bicchieri di vetro 2 L riempito con acqua deionizzata. Chimicamente pulito questi bicchieri di vetro prima del loro riempimento con acqua deionizzata. Si prega di consultare la sezione 6 sucome pulire chimicamente i bicchieri. </li><li> Dopo il risciacquo, inserire i campioni in una soluzione di HF che è dedicato solo per il post SC 1 trattamento. La concentrazione non è critica. </li><li> Dopo circa 10 secondi o una volta che i campioni diventano idrofoba (tirare a secco), rimuovere il supporto dalla soluzione di HF e sciacquare con 3 bicchieri riempiti con acqua deionizzata. Utilizzare gli stessi bicchieri come al punto 4.4.5. </li><li> Trasportare la culla di wafer alla cappa dove SC 2 è stato preparato. Quando SC 2 si è stabilizzata a ~ 75 ° C, lentamente immergere la culla di wafer in SC 2. </li><li> Pulire i wafer in SC 2 per 10 min. </li><li> Trascorso 10 min, togliere la culla di wafer da SC 2 e sciacquarli con 3 bicchieri riempiti con acqua deionizzata. Utilizzare gli stessi bicchieri come al punto 4.4.5. Nota: La culla di wafer può essere memorizzata in una delle coppe risciacquo riempiti con acqua deionizzata fino al giorno seguente. </li><li> Dopo il risciacquo, posizionare i campioni in una soluzione di HF, che è dedicato solo per il postSC 2 lavorazione. La concentrazione non è critica. </li><li> Dopo circa 10 secondi o una volta che i campioni diventano idrofoba (tirare a secco), rimuovere il supporto dalla soluzione di HF e sciacquare con 3 bicchieri riempiti con acqua deionizzata. Utilizzare gli stessi bicchieri come al punto 4.4.5. </li><li> Trasportare la culla di wafer alla cappa in cui è stata preparata la soluzione TMAH. Quando la soluzione TMAH è stabilizzato a ~ 85 ° C, lentamente immergere la culla di wafer nella soluzione TMAH. </li><li> Etch le cialde in TMAH per 5 min. Questo rimuoverà ~ 5 micron di silicio. </li><li> Trascorso 5 minuti, togliere la culla di wafer dalla soluzione TMAH e risciacquare utilizzando 3 bicchieri riempiti con acqua deionizzata. Utilizzare gli stessi bicchieri come al punto 4.4.5. Più di 3 risciacqui potrebbe essere necessaria come TMAH è abbastanza &#39;appiccicoso&#39;. </li><li> Trasportare la culla di wafer in acqua deionizzata per la cappa in cui l&#39;esperimento è stato impostato. Vedere la sezione 1.1. </li><li> Misurare le fette di silicio preparati in 2 ore dopo step 4.4.16. </li></ol></li></ol> 5. Procedura di misurazione <ol><li> Applicare tutti i DPI necessari. </li><li> Riempire due bicchieri di plastica 2 L con acqua deionizzata e metterli nella cappa. Questi saranno utilizzati per il risciacquo la misura posta campioni di silicio. </li><li> Mettere pinzette di plastica in un bicchiere da 500 ml di plastica vuota e posto all&#39;interno della cappa in prossimità dei bicchieri di risciacquo. Queste pinzette saranno utilizzati per gestire i campioni di silicio. </li><li> Sul computer, aprire il file di vita tester. Assicurarsi che il file contiene i coefficienti di calibrazione corrette per la messa a punto di misurazione HF. Vedere la sezione 3. </li><li> Nel file tester vita, selezionare la modalità &#39;Transient&#39;. Inserire i dettagli del wafer di silicio da misurare, ad esempio, lo spessore, la resistività e tipo di drogante. </li><li> ATTENZIONE: Posizionare il contenitore (coperchio) riempito con HF sul palco del tester a vita e centrare la bobina induttiva (regione cerchio blu). Lasciate che la cassapanca soluzione per1 minuto. </li><li> Sul computer, fare clic sul pulsante &#39;strumento Zero&#39; nel file vita tester. Ciò misurare la tensione della soluzione. Nota: Nel corso del tempo, la tensione di soluzione diminuisce perché la composizione della soluzione cambia con il tempo. Indipendentemente da ciò, la soluzione di HF non mostra alcun degrado nella qualità passivante, motivo per cui la soluzione può essere utilizzata per 1-2 mesi senza essere modificato. </li><li> ATTENZIONE: Rimuovere con cautela il contenitore dal palco vita tester e posizionarlo sul banco cappa. </li><li> ATTENZIONE: Rimuovere con cautela il coperchio del contenitore riempito con la soluzione di HF. Se c&#39;è qualche condensa sul coperchio, sciacquare accuratamente il coperchio in acqua deionizzata usando il rubinetto sotto cappa. </li><li> ATTENZIONE: immergere con attenzione il primo wafer di silicio nella soluzione di HF. Utilizzando le pinzette di plastica, premere leggermente sul wafer di silicio per assicurare che è seduto sul fondo del contenitore. </li><li> Sciacquare la pinzettas e metterli di nuovo nel bicchiere di plastica da 500 ml vuoto. </li><li> ATTENZIONE: Posizionare con cura il coperchio sul contenitore e quindi posizionare il contenitore sul palco durata tester. Assicurarsi che il silicio è posizionato sopra la bobina induttiva (regione cerchio blu). </li><li> Lavare e asciugare i guanti. Rimuoverli prima di utilizzare il computer. </li><li> Se la luce fluorescente nella cappa è acceso, esso deve essere spento prima di una misurazione deve essere effettuata. È necessaria una luce minima durante la misurazione. </li><li> Accendere la lampada alogena e assicurarsi è illuminante wafer di silicio attraverso il coperchio del contenitore di plastica. Tempo per 1 min (il tempo esatto non è critico). </li><li> Durante il periodo di illuminazione, fare clic sul pulsante &#39;Misura&#39; nel file di vita del computer. Apparirà una piccola finestra con l&#39;etichetta &#39;presa dati&#39;. </li><li> In &#39;Assunzione di dati &quot;finestra, digitare un nome per il file. Sotto &#39;campione media&#39; seletti 10. </li><li> Quando il wafer di silicio è stato illuminato per 1 minuto, accendere la lampada alogena off e immediatamente fare clic sul pulsante &#39;media&#39; nella finestra &#39;presa dati. Il tester vita lampeggia 10 volte e la media delle misurazioni di vita. Nota: Una volta che la lampada alogena è spento, la passivazione del wafer di silicio inizierà a degradare, e quindi è importante misurare subito dopo l&#39;illuminazione per ottenere i migliori risultati. </li><li> Quando la media, fare clic sul pulsante &#39;OK&#39; nella finestra &#39;presa dati. </li><li> Se è necessaria un&#39;altra misurazione, ripetere i punti 5,15-5,18. </li><li> ATTENZIONE: una volta completata la misurazione, rimuovere il contenitore dal palco vita tester e posizionarlo sul banco cappa. </li><li> ATTENZIONE: Rimuovere con cautela il coperchio del contenitore riempito con la soluzione di HF. Se c&#39;è qualche condensa sul coperchio, sciacquare accuratamente il coperchio in acqua deionizzata utilizzando il rubinettonella cappa. </li><li> ATTENZIONE: Rimuovere con attenzione il wafer di silicio dalla soluzione di HF con una pinzetta di plastica e sciacquare il wafer nei bicchieri di risciacquo dedicati. Fare un risciacquo finale sotto il rubinetto nella cappa. </li><li> Se più campioni devono essere misurati, ripetere i passaggi 5,10-5,23. </li><li> Una volta che tutti i campioni sono stati misurati, assicurare il coperchio è posizionato sul contenitore e conservare la soluzione di acido fluoridrico nella cappa. Assicurarsi che il contenitore sia adeguatamente etichettato. </li><li> Risciacquare tutti i bicchieri e le pinzette e memorizzarli in loro punti assegnati in laboratorio. </li><li> Lasciare che il tester vita per rimanere nella cappa aspirante per 1 ora dopo l&#39;uso e poi rimuoverlo dal cappa. </li></ol> 6. chimica Pulizia di Becher e contenitori <ol><li> In una cappa alcalina assegnato, preparare una soluzione 1 SC come indicato nelle sezioni 4.1.1-4.1.4. </li><li> Per bicchieri chimicamente puliti e contenitori, versare la soluzione SC 1 nei bicchieri / contenitori. I bicchieri can essere pulito solo uno alla volta. </li><li> Lasciate che la soluzione di pulizia del bicchiere / contenitore per 10 min. Se il becher / contenitore è di plastica, non può essere posizionato su una piastra calda, e quindi la soluzione SC 1 si raffredda durante la pulizia. Questo non influirà sul processo di pulizia. </li><li> Dopo 10 minuti, versare la soluzione SC 1 in un altro bicchiere / contenitore se richiedono pulizia anche. In caso contrario, lasciare che la soluzione SC 1 fresco in un grande bicchiere. Una volta raffreddato, SC 1 può essere versato nel lavandino con acqua corrente. </li><li> Risciacquare SC 1 bicchiere pulito / recipiente in acqua deionizzata. </li><li> In una cappa di acido assegnato, preparare una soluzione per SC 2 come descritto nelle sezioni 4.2.1-4.2.4. </li><li> Versare la soluzione SC 2 in coppa / container dal punto 6.5. Lasciare la soluzione per pulire il becher / contenitore per 10 min. </li><li> Dopo 10 minuti, versare la soluzione SC 2 in un altro bicchiere / contenitore se richiedono pulizia anche. In caso contrario, lasciare che la soluzione SC 2 fresco in un grande bicchiere. Una volta raffreddato, Carolina del Sud 2 può essere versato giù tegli lavello con acqua corrente. </li><li> Risciacquare SC 2 puliti bicchiere / recipiente in acqua deionizzata. Il bicchiere / contenitore è ora pulito chimicamente. </li></ol>

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Soc. 137 (6), 1887-1892 (1990).</li><li>Angermann, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wet-chemical+passivation+of+atomically+flat+and+structured+silicon+substrates+for+solar+cell+application.">Wet-chemical passivation of atomically flat and structured silicon substrates for solar cell application.</a> App. Surf. Sci. 254 (12), 3615-3625 (2008).</li><li>Angermann, H., Henrion, W., Rseler, A., Rebien, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wet-chemical+passivation+of+Si(111)-+and+Si(100)-substrates.">Wet-chemical passivation of Si(111)- and Si(100)-substrates.</a> Mat. Sci. Eng. B. 73 ((1-3)), 178-183 (2000).</li><li>Bertagna, V., Plougonven, C., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=p-+and+n-type+silicon+electrochemical+properties+in+dilute+hydrofluoric+acid+solutions.">p- and n-type silicon electrochemical properties in dilute hydrofluoric acid solutions.</a> J. Electrochem. Soc. 143 (11), 3532-3538 (1996).</li><li>Bertagna, V., Erre, R., Rouelle, F., Chemla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+components+dependence+of+the+charge+transfer+reactions+at+the+silicon/HF+solution+interface.">Ionic components dependence of the charge transfer reactions at the silicon/HF solution interface.</a> J. Solid State Electrochem. 4 (1), 42-51 (1999).</li><li>Kolasinski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mechanism+of+Si+etching+in+fluoride+solutions.">The mechanism of Si etching in fluoride solutions.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 5 (6), 1270-1278 (2003).</li><li>Trucks, G. W., Raghavachari, K., Higashi, G. S., Chabal, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+HF+etching+of+silicon+surfaces:+A+theoretical+understanding+of+hydrogen+passivation.">Mechanism of HF etching of silicon surfaces: A theoretical understanding of hydrogen passivation.</a> Phys. Rev. Lett. 65 (4), 504-507 (1990).</li><li>Zhang, X. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electrochemistry of silicon and its oxide. , (2001).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Il successo della tecnica di misura durata silicio bulk sopra descritto si basa su tre punti critici, (i) pulizia chimicamente e incisione wafer di silicio, (ii) immersione in una soluzione di HF 15% e (iii) l&#39;illuminazione per 1 min 17, 18,19. Senza questa procedura, la durata bulk non può essere misurata con certezza. Poiché la tecnica di misurazione è condotta a temperatura ambiente, la qualità passivazione della superficie è altamente sensibile alla contaminazione sup...

Alta vita (&gt; 1 msec) in silicio monocristallino sta diventando sempre più importante per le celle solari ad alta efficienza. Comprendere le caratteristiche di ricombinazione di impurità incorporato è stato, e rimane un tema importante. Una delle tecniche più utilizzate per esaminare l&#39;attività di ricombinazione difetti coltivate-in è mediante un metodo photoconductance 1. Con questa tecnica è spesso difficile superficie completamente separata dalla ricombinazione massa, rendendo così difficile per esaminare le caratteristiche di ricombinazione di difetti adulte in. Fortunatamente esistono diversi film dielettrici che possono raggiungere velocità molto basse efficaci ricombinazione di superficie (S FEP) su &lt;5 cm / s, e quindi inibire efficacemente ricombinazione superficiale. Questi sono, nitruro di silicio (SiN x: H) 2, ossido di alluminio (Al 2 O 3) 3 e silicio amorfo (a -Si: H) 4. La deposizione enealing temperature (~ 400 ° C) di questi film dielettrici sono considerati essere abbastanza basso da non disattivare in modo permanente l&#39;attività della ricombinazione adulto difetti. Esempi di questo sono l&#39;ossigeno ferro-boro 5 e boro 6 difetti. Tuttavia, recentemente si è riscontrato che vacante ossigeno e vacante fosforo difetti di tipo n Czochralski (Cz) di silicio possono essere completamente disattivati ​​a temperature di 250-350 ° C 7,8. Allo stesso modo è stato trovato un difetto nel float-zone (FZ) p tipo di silicio per disattivare a ~ 250 ° C 9. Pertanto, le tecniche di passivazione convenzionali come potenziato a plasma deposizione di vapore chimico (PECVD) e la deposizione strato atomico (ALD) può non essere adatto per inibire la ricombinazione di superficie per esaminare i difetti di massa adulte in. Inoltre, sin x: H e a-Si: H hanno dimostrato di disattivare i difetti di silicio sfuso attraverso idrogenazione 10,11. Pertanto per esaminare l&#39;attività di ricombinazione o<html> f adulta in difetti, una tecnica di passivazione della superficie RT sarebbe l&#39;ideale. Wet passivazione della superficie chimica soddisfa questo requisito. Nel 1990 Horanyi et al., Hanno dimostrato che l&#39;immersione di wafer di silicio a iodio-etanolo soluzioni (IE) fornisce un mezzo per la passivazione wafer di silicio, ottenendo S eff &lt;10 cm / sec 12. Nel 2007 Meier et al., Ha dimostrato che le soluzioni di iodio-metanolo (IM) in grado di ridurre la ricombinazione di superficie a 7 ​​cm / sec 13, mentre nel 2009 Chhabra et al. Hanno dimostrato che S eff di 5 cm / sec può essere raggiunto immergendo fette di silicio in soluzioni 14,15 quinhydrone-metanolo (QM). Nonostante l&#39;ottima passivazione della superficie ottenuta IE, IM e soluzioni QM, non forniscono adeguata passivazione della superficie (S eff &lt;5 cm / sec) per misurare la durata di bulk wafer di silicio ad alta purezza. nt &quot;&gt; Un altro mezzo per raggiungere un elevato livello di passivazione della superficie è immergendo fette di silicio in acido HF. L&#39;idea di utilizzare HF di passivazione wafer di silicio è stato introdotto da Yablonavitch et al., nel 1986, che ha dimostrato un record negativo S eff di 0,25 ± 0,5 cm / sec 16. Sebbene eccellente passivazione della superficie è stato raggiunto il wafer ad alta resistività, abbiamo trovato la tecnica per essere non ripetibile, aggiungendo così una grande incertezza alla misurazione vita. Pertanto per limitare l&#39;incertezza costante ottenendo un bassa eff S (~ 1 cm / sec), abbiamo sviluppato una nuova tecnica HF passivazione che incorpora tre fasi critiche, (i) la pulizia e incisione di wafer di silicio chimicamente, (ii) immersione in una soluzione di HF 15% e (iii) illuminazione per 1 min 17,18. Questa procedura è semplice e tempo efficiente rispetto al tradizionale PECVD e tecniche di deposizione ALD sopra elencati.

<table><tbody><tr><td>Hydrofluoric acid (48%)</td><td>Merck Millipore,&amp;nbsp; &amp;nbsp;http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrofluoric-acid-48%25,MDA_CHEM-100334</td><td>1003340500</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Hydrochloric acid 32%, AR</td><td>ACI Labscan, http://www.rcilabscan.com/modules/productview.php?product_id=1985</td><td>107209</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Ammonia (30%) Solution AR</td><td>Chem-supply, https://www.chemsupply.com.au/aa005-500m</td><td>AA005</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Hydrogen Peroxide (30%)</td><td>Merck Millipore, http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Hydrogen-peroxide-30%25,MDA_CHEM-107209</td><td>1072092500</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>Tetramethylammonium hydroxide (25% in H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O)</td><td>J.T Baker, https://us.vwr.com/store/catalog/product.jsp?product_id=4562992</td><td>5879-03</td><td>Harmful and toxic. Any supplier could be used provided the chemical is Analytical Reagent (AR) grade.</td></tr><tr><td>640 ml round plastic container</td><td>Sistema, http://sistemaplastics.com/products/klip-it-round/640ml-round</td><td></td><td>This is a good container for storing the 15% HF solution in.</td></tr><tr><td>WCT-120 lifetime tester</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com/Sinton-Instruments-WCT-120.html</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dell workstation with Microsoft Office Pro, Data acquisition card and software including Sinton Software under existing license.</td><td>Sinton Instruments, http://www.sintoninstruments.com</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Halogen optical lamp, ELH 300 W, 120 V</td><td>OSRAM Sylvania, http://www.sylvania.com/en-us/products/halogen/Pages/default.aspx</td><td>54776</td><td>Any equivalent lamp could be used.</td></tr><tr><td>Voltage power source</td><td>Home made power supply</td><td></td><td>Any power supply could be used provided it can produce up to 90 Volts and 1-5 Amps.</td></tr><tr><td>Conductivity meter</td><td>WTW, http://www.wtw.de/uploads/media/US_L_07_Cond_038_049_I_02.pdf</td><td>LF330</td><td></td></tr></tbody></table>

light enhanced hydrofluoric acid passivation: a sensitive technique for detecting bulk silicon defects

Una procedura per misurare la durata bulk (&gt; 100 msec) di wafer di silicio da raggiungere temporaneamente un livello molto elevato di passivazione superficie quando immergendo i wafer in acido fluoridrico (HF) è presentato. Con questa procedura sono necessari tre passaggi critici per raggiungere la durata bulk. In primo luogo, prima di immergere wafer di silicio in HF, vengono pulite chimicamente e successivamente incise in tetrametilammonio idrossido 25%. In secondo luogo, i wafer trattati chimicamente vengono poi poste in un grande contenitore di plastica riempita con una miscela di acido fluoridrico e acido cloridrico, e poi centrato su una bobina induttiva per photoconductance (PC) misurazioni. In terzo luogo, per inibire ricombinazione superficiale e misurare la durata di massa, i wafer sono illuminati a 0.2 soli per 1 min utilizzando una lampada alogena, l&#39;illuminazione è spento, e una misurazione PC sia immediatamente ritirato. Con questa procedura, le caratteristiche dei difetti silicio volumetrico può essere determinato con precisione. PellicciaThermore, si prevede che un RT tecnica passivazione della superficie sensibile sarà indispensabile per l&#39;esame di difetti di silicio di massa quando la loro concentrazione è bassa (&lt;10 12 centimetri -3).

Figura 1a mostra una schematica e figura 1b mostra una fotografia del setup sperimentale. Quando una fetta di silicio viene immerso nella soluzione di HF, successivamente immesse sul palco durata tester e viene eseguita una misurazione (prima di illuminazione), una curva vita che è limitata dalla ricombinazione superficiale comporta, come mostrato dai triangoli blu nella figura 2. Tuttavia, quando il campione viene illuminato per 1 min (immersi in HF), come mostrato <s...

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Light Enhanced Hydrofluoric Acid Passivation: A Sensitive Technique for Detecting Bulk Silicon Defects

Luce migliorato Acido fluoridrico passivazione: una tecnica sensibile per il rilevamento di difetti Silicon Bulk

A RT superficie liquida tecnica di passivazione per indagare l&#39;attività ricombinazione di difetti di silicio di massa è descritta. Per la tecnica abbia successo, tre passaggi critici sono richiesti: (i) pulizia chimica ed attacco del silicio, (ii) l&#39;immersione del silicio in 15% di acido fluoridrico e (iii) l&#39;illuminazione per 1 min.

A procedure to measure the bulk lifetime (&#62;100 &#181;sec) of silicon wafers by temporarily attaining a very high level of surface passivation when ...

light-enhanced-hydrofluoric-acid-passivation-sensitive-technique-for

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

9.2K Views.  Australian National University.  A RT superficie liquida tecnica di passivazione per indagare l'attività ricombinazione di difetti di silicio di massa è descritta. Per la tecnica abbia successo, tre passaggi critici sono richiesti: (i) pulizia chimica ed attacco del silicio, (ii) l'immersione del silicio in 15% di acido fluoridrico e (iii) l'illuminazione per 1 min. 

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Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view and for its considerable potential for practical applications. Slow light photonic crystal waveguides, in particular, have played a major part and have been successfully employed for delaying optical signals1-4 and the enhancement of both linear5-7 and nonlinear devices.8-11
Photonic crystal cavities achieve similar effects to that of slow light waveguides, but over a reduced band-width. These cavities offer high Q-factor/volume ratio, for the realization of optically12 and electrically13 pumped ultra-low threshold lasers and the enhancement of nonlinear effects.14-16 Furthermore, passive filters17 and modulators18-19 have been demonstrated, exhibiting ultra-narrow line-width, high free-spectral range and record values of low energy consumption.
To attain these exciting results, a robust repeatable fabrication protocol must be developed. In this paper we take an in-depth look at our fabrication protocol which employs electron-beam lithography for the definition of photonic crystal patterns and uses wet and dry etching techniques. Our optimised fabrication recipe results in photonic crystals that do not suffer from vertical asymmetry and exhibit very good edge-wall roughness. We discuss the results of varying the etching parameters and the detrimental effects that they can have on a device, leading to a diagnostic route that can be taken to identify and eliminate similar issues.
The key to evaluating slow light waveguides is the passive characterization of transmission and group index spectra. Various methods have been reported, most notably resolving the Fabry-Perot fringes of the transmission spectrum20-21 and interferometric techniques.22-25 Here, we describe a direct, broadband measurement technique combining spectral interferometry with Fourier transform analysis.26 Our method stands out for its simplicity and power, as we can characterise a bare photonic crystal with access waveguides, without need for on-chip interference components, and the setup only consists of a Mach-Zehnder interferometer, with no need for moving parts and delay scans.
When characterising photonic crystal cavities, techniques involving internal sources21 or external waveguides directly coupled to the cavity27 impact on the performance of the cavity itself, thereby distorting the measurement. Here, we describe a novel and non-intrusive technique that makes use of a cross-polarised probe beam and is known as resonant scattering (RS), where the probe is coupled out-of plane into the cavity through an objective. The technique was first demonstrated by McCutcheon et al.28 and further developed by Galli et al.29

Use of photonic crystal slow light waveguides and cavities has been widely adopted by the photonics community in many differing applications. Therefore fabrication and characterization of these devices are of great interest. This paper outlines our fabrication technique and two optical characterization methods, namely: interferometric (waveguides) and resonant scattering (cavities).

Fabbricazione e caratterizzazione di guide d&#39;onda fotoniche di cristallo di luce lenta e cavità

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

Ricerca

Ingegneria

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

Monostrato Contatto doping di silicio superfici e nanofili Uso organofosforici Composti

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of biosensing devices. We report on a protocol of using KrF and ArF lasers irradiating Si (001) samples immersed in a liquid environment with low number of pulses and operating at moderately low pulse fluences to induce Si wettability modification. Wafers immersed for up to 4 hr in a 0.01% H2O2/H2O solution did not show measurable change in their initial contact angle (CA) ~75&#176;. However, the 500-pulse KrF and ArF lasers irradiation of such wafers in a microchamber filled with 0.01% H2O2/H2O solution at 250 and 65 mJ/cm2, respectively, has decreased the CA to near 15&#176;, indicating the formation of a superhydrophilic surface. The formation of OH-terminated Si (001), with no measurable change of the wafer&#8217;s surface morphology, has been confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy measurements. The selective area irradiated samples were then immersed in a biotin-conjugated fluorescein-stained nanospheres solution for 2 hr, resulting in a successful immobilization of the nanospheres in the non-irradiated area. This illustrates the potential of&#160;the method for selective area biofunctionalization and fabrication of advanced Si-based biosensing architectures. We also describe a similar protocol of irradiation of wafers immersed in methanol (CH3OH) using ArF laser operating at pulse fluence of 65 mJ/cm2 and in situ formation of a strongly hydrophobic surface of Si (001) with the CA of 103&#176;. The XPS results indicate ArF laser induced formation of Si&#8211;(OCH3)x compounds responsible for the observed hydrophobicity. However, no such compounds were found by XPS on the Si surface irradiated by KrF laser in methanol, demonstrating the inability of the KrF laser to photodissociate methanol and create -OCH3 radicals.

We report on a process of in situ alteration of HF treated Si (001) surface into a hydrophilic or hydrophobic state by irradiating samples in microfluidic chambers filled with&#160;H2O2/H2O solution (0.01%-0.5%) or methanol solutions using pulsed UV laser of a relative low pulse fluence.

Area selettiva Modifica della Silicon bagnabilità della superficie da impulsi laser UV irradiazione in ambiente liquido

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Comprehensive Characterization of Extended Defects in Semiconductor Materials by a Scanning Electron Microscope

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications of semiconductor materials. However, it is still under debate how the defect structure determines the band structure, and therefore, the recombination behavior of electron-hole pairs responsible for the optical and electrical properties of the extended defects. The present paper is a survey of procedures for the spatially resolved investigation of structural and of physical properties of extended defects in semiconductor materials with a scanning electron microscope (SEM). Representative examples are given for crystalline silicon. The luminescence behavior of extended defects can be investigated by cathodoluminescence (CL) measurements. They are particularly valuable because spectrally and spatially resolved information can be obtained simultaneously. For silicon, with an indirect electronic band structure, CL measurements should be carried out at low temperatures down to 5 K due to the low fraction of radiative recombination processes in comparison to non-radiative transitions at room temperature. For the study of the electrical properties of extended defects, the electron beam induced current (EBIC) technique can be applied. The EBIC image reflects the local distribution of defects due to the increased charge-carrier recombination in their vicinity. The procedure for EBIC investigations is described for measurements at room temperature and at low temperatures. Internal strain fields arising from extended defects can be determined quantitatively by cross-correlation electron backscatter diffraction (ccEBSD). This method is challenging because of the necessary preparation of the sample surface and because of the quality of the diffraction patterns which are recorded during the mapping of the sample. The spatial resolution of the three experimental techniques is compared.

The optical, electrical, and structural properties of dislocations and of grain boundaries in semiconductor materials can be determined by experiments performed in a scanning electron microscope. Electron microscopy has been used to investigate cathodoluminescence, electron beam induced current, and diffraction of backscattered electrons.

Caratterizzazione completa dei difetti estesi in materiali semiconduttori da un microscopio elettronico a scansione

Extended defects such as dislocations and grain boundaries have a strong influence on the performance of microelectronic devices and on other applications ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and forging. Adoption of this technique is proceeding despite disagreement concerning the underlying mechanism responsible for EAD. The experimental procedure described herein enables a more explicit study compared to previous EAD research by removing thermal effects, which are responsible for disagreement in interpreting previous EAD results. Furthermore, as the procedure described here enables EAD observation in situ and in real time in a transmission electron microscope (TEM), it is superior to existing post-mortem methods that observe EAD effects post-test. Test samples consist of a single crystal copper (SCC) foil having a free-standing tensile test section of nanoscale thickness, fabricated using a combination of laser and ion beam milling. The SCC is mounted to an etched silicon base that provides mechanical support and electrical isolation while serving as a heat sink. Using this geometry, even at high current density (~3,500 A/mm2), the test section experiences a negligible temperature increase (&#60;0.02 &#176;C), thus eliminating Joule heating effects. Monitoring material deformation and identifying the corresponding changes to microstructures, e.g. dislocations, are accomplished by acquiring and analyzing a series of TEM images. Our sample preparation and in situ experiment procedures are robust and versatile as they can be readily utilized to test materials with different microstructures, e.g., single and polycrystalline copper.

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Isolating electrical and thermal effects on electrically assisted deformation (EAD) is very difficult using macroscopic samples. Metallic sample micro- and nanostructures together with a custom test procedure have been developed to evaluate the impact of applied current on the formation without joule heating and evolution of dislocations on these samples.

Un metodo novello per<em&gt; In Situ</em&gt; Caratterizzazione elettromeccanica dei campioni di nanoscala

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, but several challenging points remain, such as a low absorption efficiency due to a thin active layer and low flexibility. We present an advanced method to fabricate a flexible phototransistor array with an improved electrical performance. The outstanding electrical performance is driven by a low dark current owing to deep impurity doping. Stretchable and flexible metal interconnectors simultaneously offer electrical and mechanical stabilities in a highly deformed state. The protocol explicitly describes the fabrication process of the phototransistor using a thin silicon membrane. By measuring I-V characteristics of the completed device in deformed states, we demonstrate that this approach improves the mechanical and electrical stabilities of the phototransistor array. We expect that this approach to a flexible phototransistor can be widely used for the applications of not only next-generation imaging systems/optoelectronics but also wearable devices such as tactile/pressure/temperature sensors and health monitors.

We present a detailed method to fabricate a deformable lateral NIPIN phototransistor array for curved image sensors. The phototransistor array with an open mesh form, which is composed of thin silicon islands and stretchable metal interconnectors, provides flexibility and stretchability. The parameter analyzer characterizes the electrical property of the fabricated phototransistor.

Fabbricazione di sensore di immagine flessibile basato su Francesca laterale fototransistori

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...

Synthesis, Functionalization, and Characterization of Fusogenic Porous Silicon Nanoparticles for Oligonucleotide Delivery

With the advent of gene therapy, the development of an effective in vivo nucleotide-payload delivery system has become of parallel import. Fusogenic porous silicon nanoparticles (F-pSiNPs) have recently demonstrated high in vivo gene silencing efficacy due to its high oligonucleotide loading capacity and unique cellular uptake pathway that avoids endocytosis. The synthesis of F-pSiNPs is a multi-step process that includes: (1) loading and sealing of oligonucleotide payloads in the silicon pores; (2) simultaneous coating and sizing of fusogenic lipids around the porous silicon cores; and (3) conjugation of targeting peptides and washing to remove excess oligonucleotide, silicon debris, and peptide. The particle&#8217;s size uniformity is characterized by dynamic light scattering, and its core-shell structure may be verified by transmission electron microscopy. The fusogenic uptake is validated by loading a lipophilic dye, 1,1&#39;-dioctadecyl-3,3,3&#39;,3&#39;-tetramethylindocarbocyanine perchlorate (DiI), into the fusogenic lipid bilayer and treating it to cells in vitro to observe for plasma membrane staining versus endocytic localizations. The targeting and in vivo gene silencing efficacies were previously quantified in a mouse model of Staphylococcus aureus pneumonia, in which the targeting peptide is expected to help the F-pSiNPs to home to the site of infection. Beyond its application in S. aureus infection, the F-pSiNP system may be used to deliver any oligonucleotide for gene therapy of a wide range of diseases, including viral infections, cancer, and autoimmune diseases.

We demonstrate the synthesis of fusogenic porous silicon nanoparticles for effective in vitro and in vivo oligonucleotide delivery. Porous silicon nanoparticles are loaded with siRNA to form the core, which is coated by fusogenic lipids through extrusion to form the shell. Targeting moiety functionalization and particle characterization are included.

Sintesi, funzionalizzazione e caratterizzazione di nanoparticelle di silicio poroso fusogena per la consegna del Oligonucleotide

With the advent of gene therapy, the development of an effective in vivo nucleotide-payload delivery system has become of parallel import. Fusogenic ...

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic by Carving Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant and Doubly Reentrant Cavities or Pillars

We present microfabrication protocols for rendering intrinsically wetting materials repellent to liquids (omniphobic) by creating gas-entrapping microtextures (GEMs) on them comprising cavities and pillars with reentrant and doubly reentrant features. Specifically, we use SiO2/Si as the model system and share protocols for two-dimensional (2D) designing, photolithography, isotropic/anisotropic etching techniques, thermal oxide growth, piranha cleaning, and storage towards achieving those microtextures. Even though the conventional wisdom indicates that roughening intrinsically wetting surfaces (&#952;o &#60; 90&#176;) renders them even more wetting (&#952;r &#60; &#952;o &#60; 90&#176;), GEMs demonstrate liquid repellence despite the intrinsic wettability of the substrate. For instance, despite the intrinsic wettability of silica &#952;o &#8776; 40&#176; for the water/air system, and &#952;o &#8776; 20&#176; for the hexadecane/air system, GEMs comprising cavities entrap air robustly on immersion in those liquids, and the apparent contact angles for the droplets are &#952;r &#62; 90&#176;. The reentrant and doubly reentrant features in the GEMs stabilize the intruding liquid meniscus thereby trapping the liquid-solid-vapor system in metastable air-filled states (Cassie states) and delaying wetting transitions to the thermodynamically-stable fully-filled state (Wenzel state) by, for instance, hours to months. Similarly, SiO2/Si surfaces with arrays of reentrant and doubly reentrant micropillars demonstrate extremely high contact angles (&#952;r &#8776; 150&#176;&#8211;160&#176;) and low contact angle hysteresis for the probe liquids, thus characterized as superomniphobic. However, on immersion in the same liquids, those surfaces dramatically lose their superomniphobicity and get fully-filled within &#60;1 s. To address this challenge, we present protocols for hybrid designs that comprise arrays of doubly reentrant pillars surrounded by walls with doubly reentrant profiles. Indeed, hybrid microtextures entrap air on immersion in the probe liquids. To summarize, the protocols described here should enable the investigation of GEMs in the context of achieving omniphobicity without chemical coatings, such as perfluorocarbons, which might unlock the scope of inexpensive common materials for applications as omniphobic materials. Silica microtextures could also serve as templates for soft materials.

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic by Carving Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant and Doubly Reentrant Cavities or Pillars

This work presents microfabrication protocols for achieving cavities and pillars with reentrant and doubly reentrant profiles on SiO2/Si wafers using photolithography and dry etching. Resulting microtextured surfaces demonstrate remarkable liquid repellence, characterized by robust long-term entrapment of air under wetting liquids, despite the intrinsic wettability of silica.

Rendering di siO2/Si Superfici omnifobiche da intaglio Gas-Entrapping Microtextures Comprising Reentrant e Doubly Reentrant Cavities or Pillars

We present microfabrication protocols for rendering intrinsically wetting materials repellent to liquids (omniphobic) by creating gas-entrapping ...

Metal-Assisted Electrochemical Nanoimprinting of Porous and Solid Silicon Wafers

Metal-assisted electrochemical imprinting (Mac-Imprint) is a combination of metal-assisted chemical etching (MACE) and nanoimprint lithography that is capable of direct patterning 3D micro- and nanoscale features in monocrystalline group IV (e.g., Si) and III-V (e.g., GaAs) semiconductors without the need of sacrificial templates and lithographical steps. During this process, a reusable stamp coated with a noble metal catalyst is brought in contact with a Si wafer in the presence of a hydrofluoric acid (HF) and hydrogen peroxide (H2O2) mixture, which leads to the selective etching of Si at the metal-semiconductor contact interface. In this protocol, we discuss the stamp and substrate preparation methods applied in two Mac-Imprint configurations: (1) Porous Si Mac-Imprint with a solid catalyst; and (2) Solid Si Mac-Imprint with a porous catalyst. This process is high throughput and is capable of centimeter-scale parallel patterning with sub-20 nm resolution. It also provides low defect density and large area patterning in a single operation and bypasses the need for dry etching such as deep reactive ion etching (DRIE).

A protocol for metal-assisted chemical imprinting of 3D microscale features with sub-20 nm shape accuracy into solid and porous silicon wafers is presented.

Nanoimprinting elettrochimico assistito da metalli di wafer di silicio poroso e solido

Metal-assisted electrochemical imprinting (Mac-Imprint) is a combination of metal-assisted chemical etching (MACE) and nanoimprint lithography that is ...

Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of sophisticated microelectrodes with greater resolution and expanded capabilities. The progress in fabrication technology has supported the development of biomimetic electrodes, which aim to seamlessly integrate into the brain parenchyma, reduce the neuroinflammatory response observed after electrode insertion and improve the quality and longevity of electrophysiological recordings. Here we describe a protocol to employ a biomimetic approach recently classified as nano-architecture. The use of focused ion beam lithography (FIB) was utilized in this protocol to etch specific nano-architecture features into the surface of non-functional and functional single shank intracortical microelectrodes. Etching nano-architectures into the electrode surface indicated possible improvements of biocompatibility and functionality of the implanted device. One of the benefits of using FIB is the ability to etch on manufactured devices, as opposed to during the fabrication of the device, facilitating boundless possibilities to modify numerous medical devices post-manufacturing. The protocol presented herein can be optimized for various material types, nano-architecture features, and types of devices. Augmenting the surface of implanted medical devices can improve the device performance and integration into the tissue.

We have shown that the etching of nano-architecture into intracortical microelectrode devices may reduce the inflammatory response and has the potential to improve electrophysiological recordings. The methods described herein outline an approach to etch nano-architectures into the surface of non-functional and functional single shank silicon intracortical microelectrodes.

Focalizzata la litografia del fascio ionico per esacire di nano-architetture nei microelettrodi

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of ...

Luce migliorato Acido fluoridrico passivazione: una tecnica sensibile per il rilevamento di difetti Silicon Bulk

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Fabbricazione e caratterizzazione di guide d'onda fotoniche di cristallo di luce lenta e cavità