TU Wien开发新的半导体加工技术

TU Wien现在可以在单晶碳化硅生产多孔结构。这开辟了微加工传感器和电子器件实现的新的可能性，也为集成光学镜面元素过滤某些颜色。

半导体中可以产生非常细小的多孔结构——微孔——类似于纳米级的海绵。这为实现微型传感器或不寻常的光学和电子元件开辟了新的可能性。在这个领域已经进行了由硅制成的多孔结构的实验。现在，在涂维恩的研究人员已成功地研制一种多孔碳化硅的控制方法。碳化硅比硅具有显著的优点，它具有更大的耐化学性，因此可以用于生物应用，例如，不需要额外的涂层。

为了证明这种新技术的潜力，一种选择性反射不同颜色光的特殊反射镜，通过制作厚度约为70纳米且具有不同孔隙率的薄层，被集成到SiC晶片中。

光折射控制

“有一系列令人兴奋的技术可能性提供给我们制定的多孔结构与无数的纳米孔从一个坚实的一块半导体材料，说：”在TU Wien从传感器和执行器的系统研究所的Markus Leitgeb。Leitgeb开发的新材料加工技术作为他与CTR克恩顿州科技研究公司和由能力卓越的技术合作中心的Ulrich Schmid教授的论文的一部分（彗星）计划。多孔结构影响光波受材料影响的方式。如果我们能控制孔隙度，这意味着我们也可以控制材料的光学折射率。

这在传感器技术中是非常有用的，例如，可以用多孔半导体传感器测量微小液体的折射率，从而可以可靠地区分不同液体。

从技术和应用的角度，另一个吸引人的选择是先在一个高度本地化的方式使SiC晶片的多孔的某些区域，这些区域在多孔沉积新型SiC层，进而导致后者以受控的方式崩溃–该技术生产出的纳米结构，也可以在传感器技术中发挥了关键的作用微观结构。

然而，在所有这些技术中，选择合适的起始材料是至关重要的。“直到现在，硅被用于此目的，一个是我们已经有了很多经验”的材料，施密德教授说。硅也有明显的缺点，然而，在恶劣的环境条件下，例如在极热或碱性溶液中，硅的结构受到攻击并迅速被破坏。因此，硅传感器通常不适合生物或电化学应用。

为此，在TU Wien，已经尝试与半导体碳化硅实现类似的东西，这是从化学的视角和更强大的生物相容性。然而，为了从碳化硅中产生多孔结构，需要一些特殊的技巧。

彩色选择镜

首先，表面被清洗，然后部分地覆盖一层薄薄的铂。然后将碳化硅浸入蚀刻液中并暴露在紫外光下，以启动氧化过程。这导致一个薄的多孔层–最初1µ米厚的–在这些地区形成不涂有铂。然后，电荷也被施加，以便能够精确地设置孔隙率和后续层的厚度。在这里，第一个多孔层在电荷作用下促进了第一个孔隙的形成。

“从表面多孔结构的进一步蔓延和深入到内部的材料”，Markus Leitgeb解释说。通过调整这个过程中的电荷，我们可以控制在给定深度下我们想要的孔隙率。单个层的厚度可以被选择，使得分层结构特别反射某些光波长，或者允许某些光波通过，从而形成集成的彩色选择镜。

“我们已经证明，我们的新方法可以用来可靠地控制碳化硅的微观尺度上的“孔、Ulrich Schmid说。这项技术有望从抗反射涂层、光学或电子元件以及特殊的生物传感器，通过电阻超级电容器等许多潜在的应用。