˜ mø m Ç M “ ˜ m V ê s; c W ë s” X ¢ < gX c l  ºü g Å ù p § P c t À W ¥ Œ Ÿ «ù m Ǐ } º • «8 ý < gX c l U ê s0 n É

‰

˜ mø m Ç M “ ˜ m V ê s; c  W ë s” X ¢ < gX c l  ºü g Å ù p § P c t À W ¥  Œ Ÿ «ù m Ǐ } º • «8 ý < gX c l U ê s0 n É

ƒ

‘ š` 9 é s ·  ™ »* å ­ ¤ · ö ¶ B+ ä 0 å  · T M 4 w H ^∗

/ B

N Å Ò@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , / B N Å Ò 314-701 (2008¸   5 Z 4 20{ 9  ~ à Î6 £ §)

‘ :

r ƒ  ½ ¨\ " f  H  € ª œô  Ç ] j Œ • › ¸| `  ¦ ° ú   H  / B N| 9 ½ ©™ è\  ¦ é ß –{ 9  l ó ø Í 0 A\  ] j Œ •   H ~ ½ ÓZ O `  ¦ > hµ 1 Ï % i 



. s  ~ ½ ÓZ O “ É r l ” > r _  ~ ½ ÓZ O õ   H ² ú ˜o  Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5 Å q \  ½ ©™ èl ó ø Íõ  Ñ þ ˜F K„  F G`  ¦ ƒ  5 Å q& h Ü ¼– Ð ¢ ¸  H é ß –

>

& h Ü ¼– Ð ¶ ú š{ 9  €  " f € ª œF G í ß – o õ & ñ `  ¦ : Ÿ x K   / B N| 9 ½ ©™ è\  ¦ ] j Œ •ô  Ç . s  ~ ½ ÓZ O `  ¦ s 6   x # Œ " f– Ð   É r [

j ½ ¨› ¸\  ¦ ° ú   H r « Ñ\  ¦ é ß –{ 9  l ó ø Í0 A\  ] j Œ • “ ¦ : £ ¤$ í `  ¦ [ O " î % i  . ] j Œ •ô  Ç  › ¸|   / B N| 9 ½ ©™ è  H Å Ò



„   ‰ & ³p  â `  ¦ s 6   x K  é ß –€  õ  ³ ð€  — ¸_ þ v`  ¦ › ' a ¹ 1 Ï % i Ü ¼ 9, µ 1 Ï F  g: £ ¤$ í õ  r « Ñ_  6 £ x6   xì  r  \  ¦ ™ è> h % i 



.

PACS numbers: 68.55.Jk, 78.55.Mb Keywords:  / B N| 9 ½ ©™ è

I. " e  ] Ø



/ B N| 9 ½ ©™ è– Ð Ò'  y © œô  Ç r  F  g µ 1 Ï F  g (photolumines- cence)‰ & ³ © œs  › ' a ¹ 1 Ï  ) a s Ê ê [1]– Ð s  Ó ü t| 9 \  @ /ô  Ç Ã º´ ú §“ É r

ƒ

 ½ ¨ ”  ' Ÿ ÷ &“ ¦ e ”  . ƒ  ½ ¨_  œ íl \   H  / B N| 9 ½ ©™ è_  Ó

ü

t o & h ,  o† < Æ& h  : £ ¤$ í \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨ ŠҖ Ð s À Ò# Q & ’   [2]. s \  ¦ : Ÿ x K   / B N| 9 ½ ©™ è_  Ó ü t$ í s  # QÖ ¼ & ñ • ¸ µ 1 ß) €t €  

"

f, þ j   H \   H 6 £ x6   xì  r  – Ð # 3 0 A S X ‰ @ /÷ &“ ¦ e ”  . 7 £ ¤   /

B N| 9 ½ ©™ è\  ¦ s 6   x ô  Ç LED [3, 4], y Œ •7 á x G ' p" f [5–8], é ß –Ñ þ ˜| 9  ß

¼l  ‚  Z > ^ ‰ [9]1 p x ˜ Ð  z  ´6   x& h “   ì  r  \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨  Ö ¸ µ 1

Ïy  ”  ' Ÿ ÷ &“ ¦ e ”  . Õ ª  X < s  Qô  Ç ƒ  ½ ¨  H à º´ ú §“ É r r « Ñ _

 ] j Œ •õ  r « ÑZ >  : £ ¤$ í › ¸  € 9 כ ¹  . Õ ª QÙ ¼– Ð r « Ñ ]

j Œ •`  ¦ 0 Aô  Ç } Œ •@ /ô  Ç r ç ß – x 9   â q  ™ èq ÷ & 9, s \  ¦ K 

 

 l  0 AK  l ” > r õ   H   É r D h– Ðî  r  / B N| 9 ½ ©™ è_  ] j Œ • Z O

\  @ /ô  Ç כ ¹½ ¨ 7 £ x  “ ¦ e ”  .

‰

&

³F  t   / B N| 9 ½ ©™ è\  ¦ ] j Œ •   H l Z O “ É r ß ¼>  4t 

–

Ð ì  r À Ó÷ &“ ¦ e ”  . ' Í   P :  H à ºf ” + þ A € ª œF G í ß – o! s q (lateral anodization cell) s   [2]. s  ! s q“ É r Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o_  à º

€

 õ  à ºf ”  >  ½ ©™ èl ó ø Íõ  Ñ þ ˜F K „  F G`  ¦ [ O u ô  Ç Ê ê € ª œF G í

ß – oõ & ñ `  ¦ : Ÿ x K  r « Ñ\  ¦ ] j Œ •ô  Ç . s  ~ ½ ÓZ O “ É r é ß –í  H t  ë

ß – Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5 Å q \   Œ ™ e ”   H ½ ©™ èl ó ø Í  © œé ß –õ  é ß –



s _  „  0 A – Ð “  K  l ó ø Íõ  Ñ þ ˜F K‚    s _  „  l  © œs  Ô

 ¦ç  H{ 9  >  + þ A$ í ÷ &# Q ¿ ºa ü <  / B N • ¸_  ç  H| 9 • ¸ $  ÷ &



 H é ß –& h s  e ”  . ¿ º   P :  H é ß –{ 9 6   x l  € ª œF G í ß – o! s q (single- tank cell) s   [2]. s  ~ ½ ÓZ O “ É r  © œ { 9 ì ø Í& h Ü ¼– Ð  6   x ÷ &

∗

E-mail: [email protected]



 H X <, Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o_  à º€  õ  ¨ î ' Ÿ  >  ½ ©™ èl ó ø Íõ  Ñ þ ˜ F K„  F G`  ¦ [ O u  “ ¦ r « Ñ\  ¦ ] j Œ • ô  Ç . s  ~ ½ ÓZ O “ É r  / B N

| 9

½ ©™ è8 £ x _  ç  H| 9 • ¸ Ä ºÃ º t ë ß – ! s q_  ½ ¨› ¸ 4 Ÿ ¤ ¸ ú šô  Ç é ß

–& h s  e ”  . [ j   P :  H s ×  æ6   x l  € ª œF G í ß – o! s q (double- tank cell) s   [2]. s  ~ ½ ÓZ O “ É r ½ ©™ èl ó ø Í`  ¦ ×  æd ” Ü ¼– Ð l ó ø Í _

 · ú ¡€  õ  z ´ »€  s  Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o`  ¦ : Ÿ x K  „  l & h  ] X 8 ú ¤ s  s

À Ò# Q”   .   É r ~ ½ ÓZ O “ É r ½ ©™ èl ó ø Í_  · ú ¡€  ë ß –s  Ô  ¦  oà º

™

è 6   xÓ  oõ  ] X 8 ú ¤ “ ¦ e ”   H  כ õ   H s  e ”  . Õ ª QÙ ¼

–

Ð „  l & h  ] X 8 ú ¤ s  Ä ºÃ º # Œ ç  H| 9 • ¸ Z  }“ É r 8 £ x`  ¦ ë ß –[ þ t à º e ”

Ü ¼
, ! s q ] j Œ •~ ½ ÓZ O s  B Ä º 4 Ÿ ¤ ¸ ú š  .  t } Œ • W 1   P :



 H  © œ þ j   H \  ™ è> h  ) a s ~ ½ Ó$ í € ª œF G í ß – o ! s q (anisotropic anodization cell) [9] s  . s  ~ ½ ÓZ O “ É r Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5 Å q \ 

"

f ½ ©™ èl ó ø Íõ  Ñ þ ˜F K„  F G _  C u  " f– Ð Ã ºf ” `  ¦ s À ғ ¦ e ”

 . Õ ª QÙ ¼– Ð ½ ©™ èl ó ø Íõ  „  F G  s _  „  l  © œs  ç  H{ 9 

t  · ú §“ ¦  o \      Ø Ô . Õ ª Q€   l ó ø Í_  y Œ •  Òì  r

\

 â ìØ Ô  H „  À Óx 9 • ¸_  s  Ò q tl “ ¦, s – Ð “  K  " é ¶+ þ A ¢ ¸



 H ì ø Í" é ¶+ þ A  / B N • ¸ l Ö  ¦ l \  ¦ ° ú   H  / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x`  ¦ ] j Œ •

½

+ É Ã º e ”  .

s

ü < ° ú  “ É r  / B N| 9 ½ ©™ è ] j Œ •Z O _  / B N: Ÿ x& h “ É r Ô  ¦  oà º™ è 6   x Ó 

o 5 Å q \  ½ ©™ èl ó ø Íõ  Ñ þ ˜F K„  F G s  — ¸¿ º  Œ ™ ”   Ê ê\  € ª œF G í

ß – o  ) a    H  כ s  . Õ ª QÙ ¼– Ð 
_  l ó ø ͓ É r : £ ¤& ñ „  À Ó x 9

• ¸ü < r ç ß – \ " f € ª œF G í ß – o ÷ &l  M :ë  H \  # Œ Q › ¸| _ 



/ B N| 9 ½ ©™ è\  ¦ ë ß –[ þ t l  0 AK " f  H y Œ •y Œ • Z > • ¸– Ð ] j Œ •K  ë ß – Ù þ

¡ . Õ ª QÙ ¼– Ð G ' p" f ƒ  ½ ¨ü < ° ú  s  : £ ¤& ñ l ^ ‰\  @ /ô  Ç þ j& h  y

Œ

™t › ¸| `  ¦ ¹ 1 Ô     H  â Ä º Á ºÃ ºy  ´ ú §“ É r r « Ñ[ þ t`  ¦ ] j



Œ

• “ ¦ y Œ •y Œ • r + « >K     H ë  H ] j e ”  .

-225-

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H s  Qô  Ç ë  H ] j\  ¦ K    l  0 AK  é ß –{ 9 _  l

ó ø Í 0 A\  # Œ Q ] j Œ •› ¸| `  ¦ ° ú   H  › ¸|   / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x _

 ] j Œ •~ ½ ÓZ O `  ¦ ™ è> h “ ¦, z  ´] j ] j Œ •  ) a r « Ñ_  ³ ð€   x 9  é ß –

€

 ½ ¨› ¸, µ 1 Ï F  g: £ ¤$ í `  ¦ › ¸  % i  . ¢ ¸ô  Ç ] j Œ •  ) a r « Ñ_   Ö ¸ 6

  x x 9  6 £ x6   xì  r  \  ¦ ] jr  % i  .

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É



› ¸|   / B N| 9 ½ ©™ è  H q $ † ½ Ó 0.06 ∼ 0.12 Ω·cm\  ¦ ° ú 



 H (100) _  p+ þ A é ß –  & ñ ½ ©™ èl ó ø Í`  ¦ Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5 Å q \ 

"

f „  À Óx 9 • ¸\  ¦ f  Ë  9Å Ò 9 € ª œF G í ß – o # Œ ] j Œ • % i  . Fig.

1“ É r ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f > hµ 1 Ïô  Ç € ª œF G í ß – o © œu _  > h| Ä Ì• ¸\  ¦
 



· p  כ s  . ½ ©™ èl ó ø ͓ É r · ú ¡€  ë ß – € ª œF G í ß – o÷ &• ¸2 Ÿ ¤ € ª œF G í ß –



o€  & h `  ¦ ] jü @ô  Ç Â Òì  r“ É r _ …á ԏ : r _ …s á Ԗ Ð Ñ ü t  QŠ Œ ¤ . Ô  ¦  o Ã

º™ è 6   xÓ  o_  0 l x • ¸  H 10 % – Ð % i Ü ¼ 9  © œ“ : r \ " f ] j Œ • 

%

i  . & ñ „  À Ӂ © œu – Ѝ  H galvanostat/potentiostat (Hokuto Denko, HA 301)\  ¦ s 6   x % i “ ¦, arbitrary function gen- erator (Hokuto Denko, HB 105)\  ¦ s 6   x # Œ „  À Óx 9 • ¸ü <

€

ª œF G í ß – o r ç ß –`  ¦ › ¸] X  % i  . ½ ©™ èl ó ø Íõ  Ñ þ ˜F K ‚  “ É r Û ¼ 9

\ œ— ¸' ü < ( Ž É Ó'  l ì ø Í_  ] j# Ql \  ¦ : Ÿ x K  Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5

Å

q Ü ¼– Ð ƒ  5 Å q& h Ü ¼– Ð ¢ ¸  H é ß –> & h Ü ¼– Ð ¶ ú š{ 9 | ¨ c à º e ” • ¸2 Ÿ ¤

% i  .

]

j Œ •  ) a  / B N| 9 ½ ©™ è_  é ß –€  õ  ³ ð€   — ¸_ þ v“ É r Å Ò „   

‰

&

³p  â (Jeol, JSM-6335)`  ¦ : Ÿ x K  › ' a ¹ 1 Ï % i  . ¢ ¸ô  Ç r « Ñ

–

РÒ' _  µ 1 Ï F  g“ É r 325 nm _  # Œl   © œ \ " f ¾ º& h 8 £ ¤& ñ r

ç ß – 4œ í– Ð # Œ  ë ß –/PL ì  rF  g l  (Horiba Jobin Yvon, LabRam HR UV/VIS/NIR)\  ¦ : Ÿ x K  8 £ ¤& ñ % i  .

III. ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f_   / B N| 9 ½ ©™ è ] j Œ •Z O “ É r Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5 Å q Ü

¼– Ð ½ ©™ èl ó ø Íõ  Ñ þ ˜F K „  F G`  ¦ ƒ  5 Å q& h Ü ¼– Ð ¢ ¸  H é ß –> & h  Ü

¼– Ð V , Ü ¼€  " f ] j Œ •ô  Ç . s  כ “ É r · ú ¡\ " f [ O " î ô  Ç@ /– Ð l 

”

> r _   / B N| 9 ½ ©™ è ] j Œ •Z O s  Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5 Å q \  l ó ø Íõ  Ñ þ

˜F K ‚  `  ¦ ¢ - a„  y  ¶ ú š{ 9 ô  Ç Ê ê\  ] j Œ •   H  כ õ  s  e ” 



. ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f_  ~ ½ ÓZ O `  ¦ s 6   x €   é ß –{ 9 _  l ó ø Í  © œ\ 



€ ª œô  Ç ] j Œ •› ¸| `  ¦ ° ú   H  › ¸|   / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x`  ¦ ] j Œ •

½

+ É Ã º e ”  . \ V\  ¦ [ þ t # Q ½ ©™ èl ó ø Íõ  Ñ þ ˜F K ‚  `  ¦ Ô  ¦  oà º™ è 6

  xÓ  o 5 Å q \  ¶ ú š{ 9  €  " f { 9 & ñ ô  Ç „  À Óx 9 • ¸\  ¦ f  Ë  9ŠҀ  , Ô  ¦



oà º™ è 6   xÓ  o 5 Å q Ü ¼– Ð { 9 n ”   Œ ™|    Òì  r (Fig. 1 _  A  Òì  r)

“ É

r € ª œF G í ß – o  © œl ç ß – s À Ò# Q4 R  / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x _  ¿ ºa 

 ¿ º,   . s \  q K 
×  æ \   Œ ™|    Òì  r (B  Òì  r)“ É r  © œ

@

/& h Ü ¼– Ð € ª œF G í ß – or ç ß –s   ú ª  8 £ x _  ¿ ºa   H · û ª .   ² D G

Fig. 1. The schematic diagram of experimental set-up to fabricate the porous silicon layers.

é

ß –{ 9  l ó ø Í  © œ\  € ª œF G í ß – or ç ß –_  † < Êà º– Ð" f ¿ ºa l Ö  ¦ l \  ¦

° ú

  H  › ¸|   / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x _  ] j Œ •s  0 p x  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H s ˜ Ð   8¹ ¡ ¤ 4 Ÿ ¤ ¸ ú šô  Ç + þ AI _   › ¸|    /

B N| 9 ½ ©™ è\  ¦ ] j Œ • % i  . Fig. 2  H r « Ñ ] j Œ •`  ¦ 0 AK  € ª œF G í

ß – or ç ß –õ  €  & h \     f  Ë  9ï  r „  À Óx 9 • ¸_     o\  ¦ ˜ Ð

#

Œï  r  . 8 ú x [ jé ß –> – Ð € ª œF G í ß – o s À Ò# Q& ’ Ü ¼ 9, „  ^ ‰ € ª œ F

G í ß – o €  & h “ É r 6 cm

²

s % 3  .

é

ß –>  I“ É r Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5 Å q Ü ¼– Ð l ó ø Í_  €  & h `  ¦ 1 cm

²

ë

ß –
p u ¶ ú š{ 9 ô  Ç Ê ê, 10 mA/cm

²

ü < 50 mA/cm

²

_  „  À Óx 9 • ¸

\

 ¦ y Œ •y Œ • 45 s Õ ªo “ ¦ 3 s 1 l x î ß – 5Å Òl \  ¦ f  Ë  9Å Ò% 3  .   /

B N| 9 ½ ©™ è  H „  À Óx 9 • ¸\  _ K   / B N • ¸ (8 £ x _  x 9 • ¸)   

&

ñ ÷ &“ ¦ € ª œF G í ß – or ç ß –\  _ K  ¿ ºa  ŠҖ Ð   & ñ  ) a  . Õ ª



QÙ ¼– Ð " f– Ð   É r „  À Óx 9 • ¸\  ¦ Å Òl & h Ü ¼– Ð f  Ë  9ŠҀ     /

B

N • ¸ " f– Ð   É r 8 £ x[ þ t s  “ §@ /– Ð ë ß –[ þ t # Q4 R  8 £ x ½ ¨› ¸\  ¦ + þ

A$ í >   ) a  . é ß –>  II  H € ª œF G í ß – o€  & h s  1 cm

²

\ " f 5 cm

²

 t  50 s 1 l x î ß – ƒ  5 Å q& h Ü ¼– Ð    • ¸2 Ÿ ¤ l ó ø Í`  ¦ Ô  ¦  oà º

™

è 6   xÓ  o 5 Å q \  ¶ ú š{ 9   9  / B N| 9 ½ ©™ è\  ¦ ] j Œ • % i  . s M :

€

ª œF G í ß – o „  À Ӎ  H 30 mA  Ä »t ÷ &• ¸2 Ÿ ¤ [ O & ñ % i  . s 

 כ

`  ¦ „  À Óx 9 • ¸– Ð ¨ 8 Š í ß – €   50 s 1 l x î ß – 30 mA/cm

²

\ " f 6 mA/cm

²

 t  ƒ  5 Å q& h Ü ¼– Ð   ô  Ç  כ \  K { © œô  Ç . é ß –>  III

“ É

r € ª œF G í ß – o€  & h s  6 cm

²

 ÷ &• ¸2 Ÿ ¤ “ ¦, 50 mA/cm

²

ü <

10 mA/cm

²

_  „  À Óx 9 • ¸\  ¦ y Œ •y Œ • 3s Õ ªo “ ¦ 90s 1 l x î ß – 5Å Ò l

\  ¦ f  Ë  9  8 £ x ½ ¨› ¸\  ¦ ] j Œ • % i  . Fig. 2\ " f { 9 º   Õ ü w



  H [ j é ß –> _  € ª œF G í ß – o õ & ñ `  ¦ : Ÿ x K  ë ß –[ þ t # Q| 9  8 £ x \      

ñ\  ¦  Ò# Œô  Ç  כ s  .

s

 z  ´+ « >s  < É ª p – Ðî  r  כ “ É r Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5 Å q Ü ¼– Ð  © œ

%

ƒ6 £ § \  ¶ ú š{ 9  ) a ½ ©™ èl ó ø Í_  % ò % i  I“ É r „  ^ ‰ € ª œF G í ß – o 7 á x

Fig. 2. The diagram showing the change of current den- sities as a function of anodization time and area.

«

Ñ | ¨ c M : t  > 5 Å q  Œ ™  e ” Ü ¼Ù ¼– Ð, é ß –>  I ∼ III t _  — ¸

Ž

 H 8 £ x s  ¾ º& h  ) a    H  כ s  . ì ø ̀    © œ  t } Œ •\  ¶ ú š{ 9  ) a

% ò

% i  III“ É r é ß –>  III_  „  À Óx 9 • ¸ › ¸| \    É r 8 £ x ë ß –s  ë ß –[ þ t

#

Q”   .  r  ´ ú ˜ €    © œ % ƒ6 £ § \  ¶ ú š{ 9  ) a % ò % i  I“ É r Fig.

2 _  ` ∼ j t _  — ¸Ž  H 8 £ x s   © œÂ Ò\ " f Â Ò ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð

¾

º& h  ) a ½ ¨› ¸\  ¦ ° ú   H  כ `  ¦ \ V © œ½ + É Ã º e ”  .  ð ø Ít – Ð % ò

% i

 II  H Fig. 2 _  e ∼ j t _  8 £ x s ,  t } Œ •Ü ¼– Ð % ò % i  III“ É r f ∼ j  t _  8 £ x s  ] j Œ • | ¨ c  כ s  . s  Qô  Ç \ V © œ

½

¨› ¸  H Å Ò „   ‰ & ³p  â Ü ¼– Ð é ß –€   — ¸€ ª œ`  ¦ › ' a ¹ 1 φ < ÊÜ ¼– Ð" f f ”

] X  S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  . Fig. 3“ É r ] j Œ •  ) a r « Ñ_  F  g † < Æ 

”

 õ  é ß –€  \  @ /ô  Ç „   ‰ & ³p  â s p t \  ¦ † < Êa  ˜ Г    כ s 



. F  g † < Æ ”  \ " f  © œ ¢ , aA á ¤  Òì  r“ É r € ª œF G í ß – o % ò % i  I, V , 

“ É

r ×  æ ç ß –  Òì  r“ É r % ò % i  II,  t } Œ •  Òì  r“ É r % ò % i  III\  K { © œ ô

 Ç .  ”  \  ³ ðr ô  Ç & h “ É r „   ‰ & ³p  â Ü ¼– Ð é ß –€   — ¸€ ª œ`  ¦

› '

a ¹ 1 Ïô  Ç t & h Ü ¼– Ð" f, „   ‰ & ³p  â _  C Ö  ¦“ É r 17,000 C – Ð : Ÿ x { 9

 % i  . Õ ªo “ ¦ f8 £ x _   © œé ß –`  ¦ l ï  r Ü ¼– Ð s p t \  ¦ & ñ

§ >

= % i  . Õ ªa Ë >õ  ° ú  s , % ò % i  I\ " f  H · ú ¡\ " f \ V © œô  Ç   ü

< ° ú  s  8 ú x 11 > h_  8 £ x s  ë ß –[ þ t # Q”    כ `  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”  .

¢

¸ô  Ç % ò % i  II\ " f  H e ∼ j _  8 £ x s , % ò % i  III\ " f  H f

∼ j _  8 £ x s  ë ß –[ þ t # Q”    כ `  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”  . # Œl " f % ò

%

i  II\  @ /ô  Ç „   ‰ & ³p  â  ”  \ " f  t } Œ • j  P :_  8 £ x s

 " î S X ‰ t  · ú § . Õ ª s Ä »  H r « Ñ ] X é ß –r    É r 8 £ x[ þ t õ  j8 £ x õ _  ì  r o  €  s  { 9 u  t  · ú §  œ í& h €  Ü ¼– РÒ'  # Á

#

Q
 e ” l  M :ë  H s  . Ä ºo   H j8 £ x \  @ /K  Z > • ¸– Ð œ í& h `  ¦

´ ú

Æ Ò# Q › ' a ¹ 1 φ < ÊÜ ¼– Ð" f 8 £ x s  ” > r F † < Ê`  ¦ S X ‰ “   % i Ü ¼
  7 Hë  H

\

  H ] jr  t  · ú §€ Œ ¤ .

Fig. 3 \ " f S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”   H ¢ ¸ 
_  < É ª p – Ðî  r ‰ & ³ © œ

“ É

r € ª œF G í ß – o „  À Óx 9 • ¸ü < r ç ß –s  1 l x{ 9 † < Ê\ • ¸ y Œ • % ò % i  

Fig. 3. Cross-sectional SEM images for each points indi- cated within a optical photograph.



_  8 £ x _  ¿ ºa  " f– Ð  Ø Ô> 
 è ß –  כ s  . \ V\  ¦ [ þ t

#

Q Õ ªa Ë >\ " f f8 £ x“ É r 10 mA/cm

²

– Ð 90 s 1 l x î ß – — ¸¿ º 1 l x{ 9 

>  € ª œF G í ß – o  ) a  כ e ” \ • ¸ y Œ • % ò % i \ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç ¿ ºa 



Ø Ô . 7 £ ¤ % ò % i  I\ " f  H 0.95 µm, II (c) \ " f  H 0.72 µm, III \ " f  H 0.65 µm – Ð
 z Œ ¤ . s  Qô  Ç ‰ & ³ © œ“ É r f8 £ x÷  r ë ß –



m   g ∼ j8 £ x \ " f• ¸
 
  H X <, / B N: Ÿ x& h Ü ¼– Ð % ò % i  I s   © œ ¿ º,  “ ¦   É r % ò % i “ É r  © œ@ /& h Ü ¼– Ð · û ª . s  Qô  Ç

‰

&

³ © œ“ É r Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5 Å q \ " f " f– Ð  ŠҘ Г ¦ e ”   H ½ ©™ è l

ó ø Íõ  Ñ þ ˜F K‚  _  ß ¼l  Ä »ô  Ç # Œ Ñ ü t  s _  „  l  © œs  ç

 H{ 9  t  · ú §l  M :ë  H s  . ¢ ¸ô  Ç % ò % i  I“ É r % ò % i  IIIs  € ª œF G í

ß – o r  Œ • | ¨ c M : `\ " f e t _   / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x s  s  p

 + þ A$ í ÷ &# Q e ” Ü ¼Ù ¼– Ð ½ ©™ èl ó ø Í_  ¿ ºa  · û ª . Õ ª QÙ ¼

–

Ð $ † ½ Ós    É r % ò % i \  q K   © œ@ /& h Ü ¼– Ð  Œ •  „  À Ó s  Â

Òì  r Ü ¼– Ð | 9 ×  æ ÷ &l  M :ë  H Ü ¼– Ð K $ 3  ) a  .

Fig. 4  H Fig. 3 \ " f % ò % i  II_  W 1 t & h \  @ /ô  Ç ³ ð€  `  ¦ Å

Ò „   ‰ & ³p  â `  ¦ s 6   x K  90,000C _  C Ö  ¦ – Ð › ' a ¹ 1 Ïô  Ç  כ s

 . s  % ò % i \ " f x» ¡ ¤ ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ѝ  H € ª œF G í ß – o „  À Óx 9 • ¸

 " f– Ð  Ø Ôl  M :ë  H \  ³ ð€  \  ì  r Ÿ í   H  / B N _  ß ¼l 

"

f– Ð  \  ¦  כ `  ¦ l @ /½ + É Ã º e ”  . s \  @ /ô  Ç  z  ´“ É r Fig.

4 \ " f " î S X ‰ y  › ' a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ”  . Õ ªa Ë >\ " f 4 (a)  H €  • 27.0 mA/cm

²

, 4 (b)  H 20.8 mA/cm

²

, 4 (c)  H 14.6 mA/cm

²

, 4 (d)  H 8.4 mA/cm

²

– Ð € ª œF G í ß – o  ) a t & h \  K { © œô  Ç . Õ ª a Ë

>õ  ° ú  s  € ª œF G í ß – o „  À Óx 9 • ¸_  ° ú כs   Œ • | 9 à º2 Ÿ ¤ Y  J   õ

 Y  J    s _  ‘  / B N ç ß –“    / B N _  ß ¼l  & h & h   Œ • t   H

 כ

`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s M : Fig. 4 (d)_   â Ä º  Òì  r& h Ü ¼– Ð B  Ä

º  H  / B N[ þ t s  › ' a ¹ 1 Ï÷ &  H X <, s   Òì  r _  þ j © œÂ Ò 8 £ x“ É r ¿ º a

 B Ä º · û ª  r « Ñ ] j Œ • „   · Ê ê õ & ñ \ " f e ” `  ¦ à º e ”   H

³

ð€     † < Ê ¢ ¸  H  Ò\  e ”   H  8 £ x ½ ¨› ¸_  ³ ð€  s  × ¼ Q


Fig. 4. The SEM surface images of the porous sili- con layers that was made at different current densities.

(a) 27.0mA/cm

²

, (b) 20.8mA/cm

²

, (c) 14.6mA/cm

²

, (d) 8.4mA/cm

²

.

˜

Ðs l  M :ë  H Ü ¼– Ð Ò q ty Œ •  ) a  . Õ ª Q
 s  Qô  Ç Â Òì  r`  ¦ ] jü @

“ ¦  H Fig. 4 (c) ˜ Ð  „  ì ø Í& h Ü ¼– Ð ½ ¨" í _  ß ¼l   H  Œ • 



 H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s ü < ° ú  “ É r  / B N _  ß ¼l     o  H % ò % i  II \ " f x» ¡ ¤`  ¦    ƒ  5 Å q& h Ü ¼– Ð
 
>   ) a  . þ j   H [ þ t

#

Q  / B N _  ß ¼l  l Ö  ¦ l \  ¦ ° ú   H  / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x \   s š ¸ Ó

ü t| 9 `  ¦ f  ¨ ‚ à Ìr ( ” Ü ¼– Ð" f Ó ü t| 9 _  ß ¼l \  ¦ · ú ˜ ? /  H ƒ  ½ ¨

r

• ¸÷ &“ ¦ e ”   [9]. s M : ×  æ כ ¹ô  Ç  כ “ É r  / B N _  ß ¼l  l Ö  ¦ l

\  ¦ ° ú   H 8 £ x _  ] j Œ •s  . s \  ¦ 0 AK  t F K  t   H s ~ ½ Ó$ í

€

ª œF G í ß – o ! s q`  ¦ s 6   x # Œ " é ¶+ þ A ¢ ¸  H ì ø Í" é ¶+ þ A ì  r Ÿ í\  ¦ ° ú   H 8

£

x`  ¦ ] j Œ • “ ¦  Ö ¸6   x % i  . Õ ª Q
  f ”  t  ‘ : r ƒ  ½ ¨\ 

"

fü < ° ú  “ É r { 9  " é ¶& h Ü ¼– Ð l Ö  ¦ l \  ¦ ° ú   H 8 £ x s  & h 6   x ) a  

\ O

 . Õ ª QÙ ¼– Ð ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f_  r « Ñ ] j Œ • ~ ½ ÓZ O  : r`  ¦ Õ ª Q ô

 Ç ƒ  ½ ¨\  6 £ x6   x ½ + É  â Ä º ˜ Ð  a % ~“ É r ƒ  ½ ¨  õ \  ¦ l @ /½ + É Ã º e ”

`  ¦  כ s  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\  ¦ : Ÿ x K  ] j Œ •  ) a  › ¸|   / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x \ " f µ 1 Ï F 

g ‰ & ³ © œ_  Ä »Á º• ¸ B Ä º ×  æ כ ¹  . µ 1 Ï F  g ‰ & ³ © œ“ É r  / B N| 9 ½ ©

™

è ° ú   H „  : Ÿ x& h “   ×  æ כ ¹ô  Ç : £ ¤$ í Ü ¼– Ð" f, s  ‰ & ³ © œ`  ¦ s 6   x ô

 Ç  € ª œô  Ç 6 £ x6   xƒ  ½ ¨ r • ¸÷ &“ ¦ e ”  . @ /³ ð& h Ü ¼– Ð  / B N

| 9

½ ©™ è 8 £ x \  : £ ¤& ñ l ^ ‰\  ¦ ] X 8 ú ¤ r ( ” Ü ¼– Ð" f µ 1 Ï F  g y © œ• ¸ x 9  Û

¼& 7 ˜à Ô! 3 _     o\  ¦ : Ÿ x K  l ^ ‰_  7 á x À Óü < 0 l x • ¸\  ¦ ì  r$ 3  



 H l ^ ‰ G ' p" f\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨s   [10].  › ¸|   / B N| 9 ½ ©™ è

\

 ¦ s ü < ° ú  “ É r G ' p" fz  ´+ « >\  & h 6   x l  0 AK " f  H µ 1 Ï F  g‰ & ³ © œ s

 ì ø Í× ¼r  € 9 כ ¹  .

Fig. 5  H Fig. 3 _  % ò % i  II\  @ /K  x» ¡ ¤`  ¦     $ Á

>

h t & h Ü ¼– Ð
¾ º“ ¦, y Œ • t & h    y» ¡ ¤`  ¦     Ò, î  r X

<,  © œÂ Ò [ j t & h \ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç PL Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ í  H & h Ü ¼

–

Ð
  · p  כ s  . Õ ªa Ë >\ " f 5 (a)  H €  • 27.0 mA/cm

²

, 5 (b)  H 22.4 mA/cm

²

, 5 (c)  H 17.8 mA/cm

²

, 5 (d)  H 13.2 mA/cm

²

, 5 (e)  H 8.4 mA/cm

²

– Ð € ª œF G í ß – o  ) a t & h \  K 

Fig. 5. The photoluminescence spectra that was mea- sured at different point in area II of Fig. 3.

{

© œô  Ç . Õ ªa Ë >õ  ° ú  s  µ 1 Ï F  g‰ & ³ © œs  " î S X ‰ y  › ' a ¹ 1 Ï÷ & 9, „  À Ó x 9

• ¸\     y © œ• ¸_     o › ' a ¹ 1 Ï÷ &% 3  . 7 £ ¤ — ¸Ž  H Û ¼& 7 ˜à Ô

!

3 _  ; Ÿ ¤“ É r 550 ∼ 900 nm – Ð 1 l x{ 9  > 
 z Œ ¤t ë ß –, y © œ• ¸



 H Fig. 5 (b)\  ¦ þ j@ /– Ð # Œ, s ˜ Ð   8 Z  }  
 ± ú “ É r € ª œ F

G í ß – o „  À Óx 9 • ¸\ " f  H y © œ• ¸ y Œ ™™ è÷ &% 3  . Õ ª s Ä »  H t

F K  t _  z  ´+ « >   õ – Ð q Æ Ò# Q ^  ¦ M : €  • 25 mA/cm

²

& ñ

•

¸\  ¦ l ï  r Ü ¼– Ð  8 Z  }“ É r „  À Óx 9 • ¸\ " f  H  / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x _

 + þ A$ í ˜ Ð   H „  K ƒ    (electropolishing) ŠҖ Ð
 

l  M :ë  H s  9, s ˜ Ð  ± ú “ É r „  À Óx 9 • ¸ % ò % i \ " f  H  / B N

| 9

½ ©™ è 8 £ x _  + þ A$ í s  ] j@ /– Ð s À Ò# Qt t  · ú §  µ 1 Ï F  g`  ¦ { 9  Ü

¼v   H כ ¹“  s  & h # Qt l  M :ë  H s  .

Û

¼& 7 ˜à Ô! 3 \ " f › ' a ¹ 1 Ï÷ &  H # Œ Q > h_  4 Ÿ x Ä ºo [ þ t“ É r 8 £ ¤& ñ t 

&

h \    É r  / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x _  ½ ¨› ¸\  _ ô  Ç ç ß –[ O ‰ & ³ © œ M :ë  H

\


 è ß – . s  ç ß –[ O 4 Ÿ x Ä ºo [ þ t _  0 Au   H 8 £ x`  ¦ s À ҍ  H ¿ º a

, Ï ã J] X Ò  ¦ \        >  ÷ &  H X < Õ ªa Ë >õ  ° ú  s  1 l x{ 9 ô  Ç € ª œ F

G í ß – o„  À Óx 9 • ¸ › ¸| { 9 t  • ¸ r « Ñ_  y» ¡ ¤ t & h \     þ

j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œs   ™ è s  µ 1 ÏÒ q t % i  . s  ‰ & ³ © œ“ É r r

« Ñ y» ¡ ¤ ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð  ™ è Ô  ¦ç  H| 9  >  + þ A$ í H † d`  ¦ _ p  



 H  כ Ü ¼– Ð, € ª œF G í ß – oõ & ñ \ " f r « Ñü < Ñ þ ˜F K„  F G  s _ 

„

 l  © œ ì  r Ÿ í\  ¦ “ ¦ 9 # Œ r « Ñ_  ß ¼l \  ¦ ß ¼>   
, Ñ þ ˜ F

K „  F G _  + þ AI \  ¦ › ¸& ñ † < ÊÜ ¼– Ð" f # QÖ ¼ & ñ • ¸ K   ½ + É Ã º e ” 

`

 ¦  כ Ü ¼– Ð ˜ Г   . ¢ ¸ô  Ç Õ ªa Ë >\ " f € ª œF G í ß – o „  À Óx 9 • ¸

y

Œ

™™ è½ + Éà º2 Ÿ ¤ þ j@ / 4 Ÿ x Ä ºo    © œs  É Ò É rÒ  o A á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x 



 H  כ `  ¦ › ' a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ”  . s  כ “ É r ŠҖ Ð % ò % i  II_  þ j © œÂ Ò

\

 e ”   H 8 £ x _  ¿ ºa  Fig. 2_  € ª œF G í ß – o › ¸| \  _ K  & h 

&

h  · û ª t l  M :ë  H \ 
 
  H ç ß –[ O  ‰ & ³ © œ M :ë  H s  .

s

 © œõ  ° ú  “ É r : £ ¤f ç `  ¦ ° ú   H  › ¸|   / B N| 9 ½ ©™ è– Ð Ò' _  µ

1 Ï F  g‰ & ³ © œ`  ¦ 6 £ x6   x €   : £ ¤& ñ l ^ ‰\  ß ¼>  ì ø Í6 £ x   H þ j& h  ]

j Œ •› ¸| `  ¦ „ à ÐÒ  o l  / 'Ä º 9, l ^ ‰_  7 á x À Ó\     µ 1 Ï F  g :

£ ¤$ í `  ¦ J ‡   o † < ÊÜ ¼– Ð" f 
_  r « Ñ\  ¦ : Ÿ x K   € ª œô  Ç l 

^

‰\  ¦ y Œ ™t    H  כ • ¸ 0 p x ½ + É  כ s  .

IV. + s Ç Â ] Ø

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H ½ ©™ èl ó ø Íõ  Ñ þ ˜F K„  F G`  ¦ Ô  ¦  oà º™ è 6   xÓ  o 5

Å

q \  ƒ  5 Å q& h Ü ¼– Ð ¢ ¸  H é ß –> & h Ü ¼– Ð ¶ ú š{ 9  €  " f € ª œF G í ß –



or & , é ß –{ 9 _  l ó ø Í  © œ\   € ª œô  Ç ] j Œ •› ¸| `  ¦ ° ú   H  › ¸

|

  / B N| 9 ½ ©™ è 8 £ x`  ¦ ] j Œ • % i  . s  ~ ½ Ód ” `  ¦ s 6   x €   é ß – { 9

_  l ó ø Í0 A\  Ú ÔA Õ ª ì ø Í  â , Fabry-Perot € 9 ' ü < ° ú  “ É r



€ ª œô  Ç  8 £ x ½ ¨› ¸÷  r ë ß –  m  , „  À Óx 9 • ¸, Ô  ¦  oà º™ è 0 l x • ¸ _

    o\  ¦ : Ÿ x ô  Ç  / B N • ¸, 8 £ x _  ¿ ºa  1 p x _  l Ö  ¦ l \  ¦ ° ú   H é ß

–{ 9  8 £ x`  ¦ 1 l x r \  ] j Œ •½ + É Ã º e ”  . s \  ¦ : Ÿ x K   l 0 p x$ í F 

g † < ƀ 9 ' ,
” ¸ Ó ü t| 9 _  ß ¼l  ó ø ÍZ > ,  € ª œô  Ç €  •Ó ü t`  ¦ 1 l x r 

\

 „  ² ú ˜½ + É Ã º e ”   H „  ² ú ˜^ ‰, l ^ ‰\    É r µ 1 Ï F  g: £ ¤$ í _  J ‡   ì

 r$ 3 `  ¦ : Ÿ x ô  Ç l ^ ‰G ' p" f 1 p x \  6 £ x6   x ½ + É Ã º e ” `  ¦  כ Ü ¼– Ð  « Ñ

 ) a  .

P

c p 8 ý ò k >

s

  7 Hë  H“ É r 2007¸   & ñ Â Ò (“ §¹ ¢ ¤“  & h  " é ¶  Ò)_  F " é ¶ Ü ¼– Ð

ô

 Dz D G † < ÆÕ ü t”  < É ª F é ß –_  t " é ¶`  ¦ ~ à Î  à º' Ÿ  ) a ƒ  ½ ¨e ”  (KRF-2007-331-D00245).

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] L. T. Canham, Appl. Phys. Lett. 57, 1046 (1990).

[2] L. T. Canham, Properties of Porous Silicon (IN- SPEC, London, 1997).

[3] K. D. Hirschman, L. Tsybeskov, S. P. Duttagupta and P. M. Fauchet, Nature 384, 338 (1996).

[4] B´ ela Szentp´ ali, Tibor Moh´ acsy and Istv´ an B´ arsony, Curr. Appl. Phys. 6, 174 (2006).

[5] R. Ravi Kumar Reddy, Indranil Basu, Enakshi Bhattacharya and Anju Chadha, Curr. Appl. Phys.

3, 155 (2003).

[6] C. Baratto, G. Faglia, G. Sberveglieri, Z. Gaburro, L. Pancheri, C. Oton and L. Pavesi, Sensors 2, 121 (2002).

[7] Huimin Ouyang, Christopher C. Striemer and Philippe M. Fauchet, Appl. Phys. Lett. 88, 163108 (2006).

[8] L. Pancheri, C. J. Oton, Z. Gaburro, G. Soncini and L. Pavesi, Sensors and Actuators B 89, 237 (2003).

[9] Boyce E. Collins, Keiki-Pua S. Dancil, Gaurav Abbi and Michael J. Sailor, Adv. Funct. Mater. 12, 187 (2002).

[10] Walter Jaimes Salcedo, Francisco Javier Ramirez

Fernandez and Joel C. Rubim, Spectrochimica Acta

Part A 60, 1065 (2004).

A Method to Make a Porous Silicon Layer with Various Fabrication Conditions on a Single Substrate

Seon-Hwa Park, Youngyou Kim, Jung-Hoon Song and Ki-Won Lee

^∗

Department of Physics, Kongju National University, Gongju 314-701

(Received 20 May 2008)

In this study, we investigated a new method to make a porous silicon layer with various fabrication conditions on a single substrate. In contrast to conventional methods, this method makes the samples through an anodization process while inserting the silicon wafer gradually or by stages into a hydrofluoric acid solution. Consequently, a sample having three different structures was made on a single substrate in our experiment. The surface and cross sections of the fabricated porous silicon layer were observed by using a scanning electron microscope. Moreover, the photoluminescence spectra of the porous silicon layer were measured, and potential applications are introduced.

PACS numbers: 68.55.Jk, 78.55.Mb Keywords: Porous silicon

∗

E-mail: [email protected]