«ù m Ç } º «Ê Ý } º M m8 ý 4 ì Å W _ ËW Ä; c 6 X ¢ ì Å

(1)

«ù m Ç } º «Ê Ý } º M m8 ý 4 ì Å W _ ËW Ä; c 6 X ¢ ì Å

6 0¦ · T M 4 w H ^∗ · T ¬ £ x · ý ¡ ÷ 7 B · »* å ¤

/ B

N Å Ò@ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , / B N Å Ò, 314-701

,

>

g ` @+ Ö <

c

Â Ò, í ½ Ó5 Å q l ½ ¨ è, í ½ Ó, 790-784 (2002¸ 8 Z 4 23{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

/ B N| 9 ½ © è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í s _ > % ò % i _ © I \ ¦ · ú Ðl 0 AK AFM ' a¹ 1 Ï x 9 XRD ì r$ 3 ` ¦

% i . Õ ª õ À Óx 9 ¸ { 9 & ñ ½ + É M : ª F Gí ß or ç ß ` ¦ U ´> > % ò % i \ " é ¶ A _ / B N| 9 ½ © è 8

£

x \ q # ß ¼l H & ñ ^ [ þ t s > r F % i Ü ¼ 9, s > % ò % i _ © Ã º H / B N| 9 ½ © è8 £ x õ Ø Ô

>

z ¤ . Õ ªo ¦ U ·s ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç SIMS ì r$ 3 õ > % ò % i \ " f Si_ ì r í ß ¼> z ¤ . s ü

< ° ú s > % ò % i \ ß ¼l H & ñ ^ [ þ t s H " é ¶ ` ¦ / B N| 9 ½ © è8 £ x_ + þ A$ í õ & ñ × æ \ p [ j/ B N

`

¦ : xô Ç HF 6 xÓ o_ / B N/ å L Ô ¦ç H+ þ A M :ë H Ü ¼ Ð K $ 3 % i .

PACS numbers: 73.40.Mr

Keywords: / B N| 9 ½ © è, > , X r] X , s s : r| 9 | ¾ Óì r$ 3

I. " e Â ] Ø

/ B N| 9 ½ © è(porous silicon)\ " f r F g % ò % i _ µ 1 ÏF g

&

³ © s ' a¹ 1 Ï ) a s A s \ ¦ µ 1 ÏF g è 1 p x Ü ¼ Ð s 6 x ¦

H # Q ½ ¨[ þ t s ; ¤V , > s À Ò# Qt ¦ e [1–4]. t è

ß Ã º¸ ç ß _ ½ ¨ õ / B N| 9 ½ © è_ F gÍ tF g (photolu- minescence ; PL) ´ òÖ ¦ É r © : r \ " f 1∼5 % & ñ ¸ Ð © { © y

¾ Ó © ÷ & ¦ e Ü ¼ [5], l Í tF g (electroluminescence ; EL) ´ òÖ ¦ É r Ó o^ ] X 8 ú ¤_ â Ä º 0.1∼1 % [6,7], ¦^ ] X 8 ú ¤ _

â Ä º ≤ 0.01 % [8] & ñ ¸ Ð Å Ò ± ú > ¦ e .

s

ü < ° ú s EL´ òÖ ¦ s PL´ òÖ ¦ \ q K © { © y ± ú É r

© H s Ä » H / B N| 9 ½ © è_ ³ ð s / B N$ í s ß ¼l M :ë H

\

É r Ó ü t| 9 õ _ " é ¶ Ö ¸ô Ç ] X 8 ú ¤ s # Q§ > l M :ë H s . ¢ ¸ô Ç Ó

o^ ] X 8 ú ¤ \ _ ô Ç EL ´ òÖ ¦ s ¦^ ] X 8 ú ¤ Ð a % ~ É r s Ä »

H q ³ ð & h s H ¸½ ¨ ¸\ ¦ ° ú H / B N| 9 ½ © è8 £ x õ K

| 9 õ _ > s \ ] X 8 ú ¤ & h s & 4 R î rì ø Í [ þ t _ s 1 l x \ " é ¶ Ö ¸ô Ç ¸| s + þ A$ í ÷ &l M :ë H s . Õ ª Q 7 £ x

Ã Ìs o < Æ7 £ x l 7 £ x Ã Ì(Chemical vapor deposition) 1 p x_

~

½ ÓZ O \ _ K / B N| 9 ½ © è8 £ x_ ³ ð õ ¦^ ] X 8 ú ¤` ¦ r v

H â Ä º / B N| 9 ½ © è8 £ x_ p [ j½ ¨ ¸ü < ¢ - a# 4 ô Ç ] X 8 ú ¤ s s À

Ò# Qt t · ú § EL è 1 p x Ü ¼ Ð_ 6 £ x6 x \ & ê ø Í ë H ] j& h Ü

¼ Ð ¦ e .

∗

E-mail: [email protected]; Tel : +82-41-850-8480; Fax : +82-41-850-8489

J. Linnros [9] 1 p x É r Au\ ¦ ] X 8 ú ¤ Ó ü t| 9 Ð # / B N| 9 ½ © è

\

pn ] X ½ + Ë` ¦ ½ ¨$ í # 0.15 % & ñ ¸_ EL ´ òÖ ¦` ¦ % 3 É r

e Ü ¼ 9, A. J. Simons [10] ¸ ITOü < / B N| 9 ½ © è_ ¦

^

] X 8 ú ¤ \ " f s ü < q 5 p wô Ç & ñ ¸_ ´ òÖ ¦` ¦ % 3 É r e .

s

ü < ° ú s EL ´ òÖ ¦ s ± ú É r s Ä » H ¦^ ] X 8 ú ¤ \ " f / B N

| 9

½ © è8 £ x õ _ ] X 8 ú ¤ & h ` ¦ 7 £ x @ /r v H ~ ½ ÓZ O ` ¦ ¹ 1 Ôt 3 l w

% i l M :ë H s . Õ ª QÙ ¼ Ð / B N| 9 ½ © è\ ¦ EL è Ð s 6

x l 0 AK " f H / B N| 9 ½ © è\ Ó ü t| 9 ` ¦ ] X 8 ú ¤ r ~ ´M :_ #

Q Ó ü t$ í \ @ /ô Ç & ñ Ð © [ jy µ 1 ß) 4 R ½ + É כ s .

s

ü < ° ú É r ë H ] j& h ü @\ ¸ / B N| 9 ½ © è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í

s _ > : £ ¤$ í \ @ /ô Ç & ñ Ð ¸ Å Ò × æ כ ¹ . : £ ¤ y EL è Ð_ 6 £ x6 x` ¦ 0 AK " f H / B N| 9 ½ © è\ ¦ ] j ½ + Ér

À Óx 9 ¸ ª F Gí ß or ç ß ` ¦ or ~ ´M : / B N| 9 ½ © è8 £ x õ

½ © è l ó ø Í s _ > _ : £ ¤$ í s # Qb G> H t \

@

/ô Ç ½ ¨ 9 כ ¹ . Õ ª Q f t / B N| 9 ½ © è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í s _ > : £ ¤$ í \ @ /ô Ç ½ ¨ H _ Á

º . s Qô Ç 9 כ ¹$ í \ _ K : r ½ ¨\ " f H / B N| 9 ½ ©

è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í s \ e H > % ò % i _ © I \ ¦ ¸

% i .

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

/ B N| 9 ½ © è H HF- \ ò ø Í` ¦ 6 xÓ o\ " f é ß & ñ ½ © è l ó ø Í

`

¦ ª F G Ü ¼ Ð, Ñ þ F K ` ¦ 6 £ §F G Ü ¼ Ð # { 9 & ñ ô Ç À Ó\ ¦ f Ë

9 ] j % i .

-300-

(2)

/ B N| 9 ½ © è ] j \ 6 x ) a ½ © è l ó ø Í É r Ô æ è(B) '

(doping) ) a q $ ½ Ó 0.06∼0.12 Ω·cm_ p+ þ A(100) s % 3

. / B N| 9 ½ © è_ ] j É r _ e ¦ : r(teflon) l ½ ¨\ ¦ s 6 x

#

l ó ø Í_ ô Ç ë ß \ g A÷ & ¸2 ¤ % i Ü ¼ 9, 6 xÓ oõ l ó ø Ís ] X

8 ú ¤ ÷ & H & h É r _ e ¦ : r J ( ç (packing)` ¦ s 6 x # 0.49 cm

²

& ñ ¸ ÷ & ¸2 ¤ % i . ª F Gí ß o H _ e ¦ : r l ½ ¨ 5 Å q

\

" f s À Ò# Q& Ü ¼ 9 HF 6 xÓ o_ 0 l x ¸ H 10 %(50 % HF 8mL + \ ò ø Í` ¦ 32 mL) Ð % i ¦, © : r \ " f y n C` ¦ é ß ô Ç

© I Ð ] j % i . ª F Gí ß or À Óx 9 ¸ü < ª F Gí ß or ç

ß É r & ñ À Óµ 1 ÏÒ q t © u (Hokuto Denko, HA 301)ü <, < ÊÃ º µ

1 ÏÒ q tl (Hokuto Denko, HB 105)\ ¦ s 6 x # 1 l x& h Ü ¼ Ð

¸] X % i . ] j ô Ç / B N| 9 ½ © è H 10ì r 1 l xî ß íí H Ã º

Ð [ j' ¦ © : r \ " f | ¸r ( .

/ B N| 9 ½ © è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í s _ > % ò % i É r K

~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð [11] ¿ º 8 £ x` ¦ ì r o r Ê ê AFM` ¦ s 6 x

#

' a¹ 1 Ï % i .

/ B N| 9 ½ © è_ ½ ¨ ¸ H X r] X (X-ray diffraction;

XRD) ì r$ 3 ` ¦ : x # ¸ % i . s M : X É r í ½ Ó~ ½ Ó

F g 5 Å q l ½ ¨ è_ 3C1 c \ " f ~ ½ Ó ÷ & H 7keV_ c

` ¦ s 6 x % i . r « Ñ\ { 9 H c _ ß ¼l H 0.8 ×1.2 mm s % 3 ¦, c _ \ -t ì r K 0 p x(E/∆E) É r 1000& ñ ¸s

%

3 Ü ¼ 9, y ¸ì r K 0 p x É r 0.001

^◦

s % 3 . { 9 ÷ & H F g 5

Å q(photon flux) É r 10

¹⁰

∼10

¹¹

photon/s s % 3 . X r] X z

´+ « >r background\ ¦ y èr v ¦ ì r K 0 p x` ¦ ¾ Ó © r v l 0 A # ½ © è(111)\ ¦ s 6 xô Ç channel cut` ¦ Ø ¦ l ü < r

«

Ñ s \ Â Ò Ã Ì % i .

/ B N| 9 ½ © è_ U ·s ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç Si, O_ ì r í H s

s : r| 9 | ¾ Óì r$ 3 l (Secondary Ion Mass Spectrometry;

SIMS)\ ¦ s 6 x # ¸ % i . s M : { 9 s : r Ü ¼ Ð Cs

⁺

s

: r s 6 x ÷ &% 3 Ü ¼ 9 \ -t H 14.5 keV, c À Ó H 8 nA, ì r$ 3 & h É r 175 µm

²

s % 3 .

Õ

ªa Ë > 1. À Óx 9 ¸ 20 mA/cm

²

Ð 25 s 1 l xî ß ] j ô Ç

/ B N| 9 ½ © è_ ³ ð õ > _ ¸_ þ v. (a) ³ ð (b) >

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

Õ

ªa Ë > 1õ 2 H / B N| 9 ½ © è8 £ x_ ³ ð õ / B N| 9 ½ © è 8

£

x õ ½ © è l ó ø Í s \ ¦ K r & ì r o r > _

½

© è l ó ø Í ³ ð ` ¦ " é ¶ § 4 ç ß & ³p â (Atomic force micro- scope ; AFM) Ü ¼ Ð ' a¹ 1 Ïô Ç ¸_ þ v s . Õ ªa Ë > 1(a)ü < (b) H

À Óx 9 ¸ 20 mA/cm

²

, ª F Gí ß or ç ß 25 s Ð ] j ô Ç / B N

| 9

½ © è8 £ x_ ³ ð õ > _ ¸_ þ v s . Õ ªa Ë > 1\ " fü < ° ú s

/ B N| 9 ½ © è8 £ x_ ³ ð s > ¸¿ º 50 nm ? /ü @ _ ß ¼l \ ¦ ° ú H Á ºÃ ºô Ç & ñ ^ [ þ t Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e Ü ¼ 9

&

ñ ^ _ ß ¼l H o t · ú § ¤ . Õ ªa Ë > 2_ (a), (b) H À

Óx 9 ¸ 20 mA/cm

²

, ª F Gí ß or ç ß 250 s Ð ] j ô Ç / B N

| 9

½ © è8 £ x_ ³ ð õ > _ ¸_ þ v Ü ¼ Ð, & ñ ^ _ ß ¼l

y

y " f Ð É r כ ` ¦ · ú Ã º e . 7 £ ¤, Õ ªa Ë > 2_ (b)\ " fü <

°

ú s > É r ³ ð õ B Ä º É r ¸ ª ` ¦ Í Ç x H X < 0.3 µm & ñ ¸_ H & ñ ^ [ þ t õ Õ ª 0 AA á ¤ \ 70∼80 nm & ñ ¸

÷

& H ¿ º & ñ ^ [ þ t_ é # Qo D ¥½ + Ë÷ &# Q e H כ s ' a¹ 1 Ï

÷

&% 3 . s ü < ° ú s > \ " f & ñ ^ _ ß ¼l o H

ª © É r # Q r « Ñ\ ¦ ] j # ' a¹ 1 Ïô Ç õ À Óx 9 ¸

ß

¼ ¦ ª F Gí ß or ç ß s U ´# Q| 9 Ã º2 ¤ 8¹ ¡ ¤ Ì º§ Â > z ¤

.

/ B N| 9 ½ © è_ ³ ð \ q K > \ " f & ñ ^ _ ß ¼l

&

t H & ³ © ` ¦ ½ ¨ ¸& h Ü ¼ Ð S X l 0 AK XRD ì r$ 3 ô Ç

õ Õ ªa Ë > 3s .

Õ

ªa Ë > 3 É r À Óx 9 ¸ 20 mA/cm

²

, ª F Gí ß or ç ß ` ¦ 5 s, 25 s, 50 s, 250 s Ð or v " f ] j ô Ç / B N| 9 ½ © è _

XRD ì r$ 3 õ s . Õ ªa Ë >\ " f 2θ = 79.518

^◦

\

è ß 4 x Ä ºo H / B N| 9 ½ © è8 £ x A A á ¤ \ e H ½ © è l ó ø Í _

(004) _ r] X 4 x Ä ºo \ K { © ) a . / B N| 9 ½ © è8 £ x \ _

ô Ç r] X 4 x Ä ºo P

¹

É r Õ ªa Ë >\ " f o¶ ú ³ ð Ð ³ ðr ô Ç כ õ

°

ú s ½ © è l ó ø Í_ r] X 4 x Ä ºo \ q # É r y A á ¤ \

"

f z ¤Ü ¼ 9, ª F Gí ß or ç ß s U ´# Q| 9 Ã º2 ¤ / B N| 9 ½ © è

Õ

ªa Ë > 2. À Óx 9 ¸ 20 mA/cm

²

Ð 250 s 1 l xî ß ] j ô Ç

/ B N| 9 ½ © è_ ³ ð õ > _ ¸_ þ v. (a) ³ ð (b) >

(3)

Õ

ªa Ë > 3. À Óx 9 ¸\ ¦ 20 mA/cm

²

Ð { 9 & ñ > ¦ ª F G í

ß or ç ß ` ¦ 5 s(a), 25 s(b), 50 s(c), 250 s(d) Ð or & ]

j ô Ç / B N| 9 ½ © è_ XRD õ .

_

r] X 4 x Ä ºo H É r y A á ¤ Ü ¼ Ð s 1 l x Ù ¼ Ð © Ã º

ª F Gí ß or ç ß s U ´# Q| 9 Ã º2 ¤ & h 7 £ x H כ ` ¦ · ú

¤ .

Õ

ª X < Õ ªa Ë > 2ü < ] j ¸| s 1 l x{ 9 ô Ç Õ ªa Ë > 3(d)_ â Ä º

\

H P

1

4 x Ä ºo ü @\ 2θ = 79.482

^◦

\ ¢ ¸ É r r] X 4 x Ä ºo P

2

' a¹ 1 Ï ) a . s 4 x Ä ºo H Õ ªa Ë > 2(b)_ > \ " f ' a¹ 1 Ï

)

a H & ñ ^ ü < ' aº s e H כ Ü ¼ Ð / B N| 9 ½ © è8 £ x \ ¢ ¸

É r © I \ ¦ ° ú H 8 £ x s + þ A$ í ÷ &% 3 6 £ §` ¦ · p .

s

õ ÐÂ Ò' / B N| 9 ½ © è H À Óx 9 ¸ { 9 & ñ ½ + É M : ª F

Gí ß or ç ß s 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ © Ã º H & h 7 £ x 9 ª F

Gí ß or ç ß _ # QÖ ¼ ô Ç> & h \ " f H > \ ¢ ¸ É r

© Ã º\ ¦ ° ú H 8 £ x s + þ A$ í ÷ & H כ ` ¦ · ú Ã º e .

/ B N| 9 ½ © è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í s _ & ñ ^ _ ß ¼l

o x 9 ¸\ # Qb G> % ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Î H t \ ¦ · ú Ðl 0 A K

x 9 ¸( À Óx 9 ¸×r ç ß )\ ¦ { 9 & ñ > # ] j ô Ç

/ B N| 9 ½ © è_ XRD õ H Õ ªa Ë > 4ü < ° ú . Õ ªa Ë > 4_ (a), (b), (c) H ¸¿ º 5 C/cm

²

_ x 9 ¸ Ð ] j ô Ç r « Ñ_ XRD õ Ð 20 mA/cm

²

×250 s Ð ] j ô Ç r « Ñ (a)\ " f

H / B N| 9 ½ © è8 £ x (004) _ r] X 4 x Ä ºo P

1

õ > % ò

%

i \ _ # + þ A$ í ) a 4 x Ä ºo P

2

\ ¦ S X ½ + É Ã º e t ë ß , 5 mA/cm

²

×1000 s Ð ] j ô Ç r « Ñ (b)ü < 10 mA/cm

²

×500 s Ð ] j ô Ç r « Ñ(c)_ â Ä º\ H P

1

4 x Ä ºo ë ß s ' a¹ 1 Ï ) a

Õ

ªa Ë > 4. x 9 ¸\ ¦ 5 C/cm

²

Ð { 9 & ñ > ] j ô Ç

/ B N| 9 ½ © è_ XRD õ . (a) À Óx 9 ¸ 20 mA/cm

²

Ð 250 s 1 l xî ß ] j ô Ç r « Ñ, (b) À Óx 9 ¸ 5 mA/cm

²

Ð 1000 s 1 l xî ß ] j ô Ç r « Ñ, (c) À Óx 9 ¸ 10 mA/cm

²

Ð 500 s 1

l

xî ß ] j ô Ç r « Ñ.

. s õ ÐÂ Ò' x 9 ¸ { 9 & ñ ½ + É M : > _ & ñ ^ _ ß ¼l \ % ò ¾ Ó` ¦ Å Ò H כ É r À Óx 9 ¸e ` ¦ · ú Ã º e .

s

ü < ° ú s Õ ªa Ë > 3õ 4_ õ ÐÂ Ò' / B N| 9 ½ © è8 £ x õ

½

© èl ó ø Í s _ > % ò % i \ " f & ñ ^ _ ß ¼l & t

H & ³ © É r À Óx 9 ¸ { 9 & ñ ½ + É M : ª F Gí ß or ç ß ` ¦ U ´>

, x 9 ¸ { 9 & ñ ½ + É M : À Óx 9 ¸ H â Ä º\

è ß . Õ ª s Ä » H 6 £ § õ ° ú s [ O " î ½ + É Ã º e .

/ B N| 9 ½ © è8 £ x s ç H{ 9 > + þ A$ í ÷ &l 0 AK " f H 8 £ x s + þ A

$ í

÷ &# Q H 5 Å q ¸\ HF 6 xÓ o_ / B N/ å L s " é ¶ Ö ¸ s s À Ò

#

Q4 R ô Ç . / B N| 9 ½ © è8 £ x_ + þ A$ í õ & ñ \ " f íl \ H HF 6 xÓ o_ / B N/ å L s " é ¶ Ö ¸ > s À Ò# Qt t ë ß ª F Gí ß or ç

ß s À Óx 9 ¸_ 7 £ x \ 8 £ x_ ¿ ºa ¿ º 0 >t

p [ j/ B N s Ð / B N/ å L ÷ & H HF 6 xÓ o_ ª s × ¦ # Q[ þ t >

)

a . s M : > % ò % i \ " f HF 0 l x ¸_ o Ò q t & ñ

^

_ ß ¼l É r 8 £ x s + þ A$ í ) a . 7 £ ¤, U ·s \ HF 0 l x

¸\ s Ò q tl ¦ s M :ë H \ / B N| 9 ½ © è8 £ x_ ³ ð \ q

# > % ò % i \ " f & ñ ^ _ ß ¼l & t H כ Ü ¼ Ð Ò q

ty ) a .

¼l H % ò % i _ Siü < O_ ì r í\ ¦ · ú Ðl 0 AK

SIMS\ ¦ s 6 x # ¸ ô Ç כ s Õ ªa Ë > 5s . Õ ªa Ë >\ " f

(4)

Õ

ªa Ë > 5. À Óx 9 ¸ 20 mA/cm

²

Ð 250 s 1 l xî ß ] j ô Ç

Ð» ¡ ¤ É r Cs

⁺

)

\

@ /ô Ç M : 9? /l ÷ & H q Ö ¦` ¦ ½ ¨ l { 9 ì ø Í F K5 Å q \ q K

Å Ò # Q§ > . Õ ª QÙ ¼ Ð : r z ´+ « >\ " f H $ Å Ò

&

t H M : 9? /l r ç ß õ { 9 u r v H ~ ½ ÓZ O ` ¦ 6 x % i .

7 £ ¤, Õ ªa Ë > 5\ " fü < ° ú s Å Ò & ³p â Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ô Ç ¿ ºa 2151 nm_ r « Ñ\ " f O t H r ç ß 2998 sü < { 9 u

Õ

ªa Ë > 5\ " fü < ° ú s / B N| 9 ½ © è8 £ x_ U ·s ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç Si_ ì r í H { 9 & ñ t · ú § ¤ . 7 £ ¤, / B N| 9 ½ © è8 £ x_ © Â Ò

\

" f 200 nm t H Si ) Ø ¦ ÷ &t · ú § ¤ ¦, 200 nm s

Ê êÂ Ò' _ Si_ ì r í H Õ ªa Ë >\ ³ ðr ) a A ü < ° ú s # QÖ ¼

&

} > ì r í H % ò % i s ' a¹ 1 Ï÷ &% 3 .

s

ü < ° ú É r õ \ ¦ XRD õ ü < ' aº t # Q Ð , A % ò

%

H % ò % i s ¦, B % ò % i É r / B N| 9 ½ © è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í s _ > % ò % i \ K { © ÷ & 9, s % ò % i M :ë H \ XRD õ _ P

2

4 x Ä ºo H כ Ü ¼ Ð K $ 3 ½ + É Ã º e .

s

0 >t " f HF 6 xÓ o_ / B N/ å L s " é ¶ Ö ¸ > s À Ò# Qt t 3 l w

ü t SiF

⁻₆

+2H

⁺

[12] ´ ú §s » ¡ ¤& h ÷ &l M :ë H \ H

כ

³

ð q & ñ | 9 8 £ x M :ë H Ü ¼ Ð Ð .

IV. + s Ç Â ] Ø

\

¦ · ú Ðl 0 AK AFM ' a¹ 1 Ï x 9 XRD ì r$ 3 ` ¦ % i . Õ ª

õ À Óx 9 ¸ { 9 & ñ ½ + É M : ª F Gí ß or ç ß ` ¦ U ´>

%

Ç U ·s ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç SIMS ì r$ 3 õ > % ò % i \ " f B Ä

º H Si_ ì r í Ø ¦ ÷ &% 3 . s Qô Ç õ ÐÂ Ò' >

% ò

×

æ \ p [ j/ B N` ¦ : xô Ç HF 6 xÓ o_ / B N/ å L s Ô ¦ç H+ þ A > s À Ò

#

Qt l M :ë H Ü ¼ Ð Ð .

s

1 Ïr ¦ 9K ½ + É כ ¹ × æ_ ¦ Ò q ty ) a . > _

& ñ ^ o½ + É M : H Ó ü t$ í \ @ /K " f H Ð 8

½

¨^ & h ½ ¨ 9 כ ¹½ + É כ s .

P c

p 8 ý ò k >

l 4 x §Ã º_ õ ^ H C , ½ ¨ 9 _ a y × ¼w n m . í

½ Ó5 Å q l ½ ¨ è\ " f_ z ´+ « > É r í ½ Ó] j^ o =õ & ñ Â Ò_ t " é ¶

\

_ ô Ç כ e ` ¦ · ú w n m .

Y c

p w Ã U Ø ô

[1] H. F. Arrand, T. M. Benson, P. Sewell, A. Loni, R. J.

Bozeat, R. Arens-Fischer, M. Kruger, M. Th¨ onissen, and H. Luth, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.

4, 975 (1998).

[2] N. Koshida and H. Koyama, Appl. Phys. Lett. 60, 347 (1992).

[3] L. Tsybeskov, S. P. Duttagupta, K. D. Hirschman and P. M. Fauchet, Appl. Phys. Lett. 68, 2058 (1996).

[4] M. Araki, H. Koyama and N. Koshida, Appl. Phys.

Lett. 68, 2999 (1996).

[5] L. T. Canham, A. G. Cullis, C. Pickering, O. D.

Dosser, T. I. Cox and T. P. Lynch, Nature. 368,

133 (1994).

(5)

[6] P. M. Fauchet, Journal of Luminescence. 70, 294 (1996).

[7] A. Bsiesy, F. Muller, M. Ligeon, F. Gaspard. R.

Herino, R. Romestain and J. C. Vial, Phys. Rev.

Lett. 71, 637 (1993).

[8] L. T. Canham, T. I. Cox, A. Loni and A. J. Simons, Applied Surface Science. 102, 436 (1996).

[9] J. Linnros and N. Lalic, Appl. Phys. Lett. 66, 3048

(1995).

[10] A. J. Simons, T. I. Cox, A. Loni, L. T. Canham and R. Blacker, Thin Solid Films. 297, 281 (1997).

[11] Z. Gaburro and D. Babi´ c, J. Appl. Phys. 87, 8291 (2000).

[12] V. Lehmann and U. G¨ osele, Appl. Phys. Lett. 58, 856 (1991).

Investigation of the Interface Between Porous Silicon and a Silicon Substrate

Dae-Kyu Park, Ki-Won Lee, Soo-Cheal Lee, Sayong Hong and Young-You Kim Department of Physics, Kongju National University, Kongju, Changnam 314-701

Hyun-Joon Shin

Department of Beamline, Pohang Accelerator Laboratory, Pohang, Kyongbuk 790-784 (Received 23 August 2002)

We investigated the physical and the chemical properties of the interface between a porous silicon layer and a silicon substrate by using an atomic force microscope and X-ray diffraction. From the results, we found that as the anodization time gets longer at a constant current density, the Si crystals at the interface become bigger than those in the porous silicon. Also, the lattice parameter of the interface is different from that of porous silicon. Secondary-ion mass spectroscopy showed more Si ions at the interface than in the porous silicon and in the silicon substrate. We attribute these results to a shortage of the HF solution reaching the interface through the porous silicon structure during the porous silicon formation.

PACS numbers: 73.40.Mr

Keywords: Porous silicon, Interface, X-ray diffraction, Secondary-ion mass spectrometry

  «ù m Ç  } º  «Ê Ý  } º M   m8 ý 4 ì Å W _ ËW Ä; c 6  X ¢  ì Å 

   «ù m Ç  } º  «Ê Ý  } º M   m8 ý 4  ì Å W _ ËW Ä; c 6  X ¢  ì Å 





6 0¦  · T M 4 w H ∗ · T ¬ £  x · ý  ¡  ÷ 7 B ·  »* å ­ ¤

/ B

N Å Ò@ / < Æ § Ó ü t o  < Æõ , / B N Å Ò, 314-701

,

>

g ` @+ Ö <

c 

   Â Ò,  í ½ Ó5 Å q l   ½ ¨ è,  í ½ Ó, 790-784 (2002¸  8 Z 4 23{ 9  ~ Ã Î6 £ §)

/ B N| 9  ½ © è8 £ x õ  ½ © è l ó ø Í  s _  >   % ò % i _   © I \  ¦ · ú   Ðl  0 AK  AFM  ' a¹ 1 Ï x 9 XRD ì  r$ 3 `  ¦

% i  . Õ ª   õ    À Óx 9  ¸ { 9 & ñ ½ + É M :  ª F Gí ß  or ç ß `  ¦ U ´>    >   % ò % i \  " é ¶ A _  / B N| 9  ½ © è 8

£

x \  q  #  ß ¼l   H   & ñ ^ [ þ t s   > r F  % i Ü ¼ 9, s  >   % ò % i _      © Ã º  H / B N| 9  ½ © è8 £ x õ  Ø Ô

>

  z  ¤ . Õ ªo  ¦ U ·s  ~ ½ Ó ¾ Ó\  @ /ô  Ç SIMS ì  r$ 3   õ  >   % ò % i \ " f Si_  ì  r  í ß ¼>   z  ¤ . s  ü

< ° ú s  >   % ò % i \  ß ¼l   H   & ñ ^ [ þ t s      H " é ¶   `  ¦ / B N| 9  ½ © è8 £ x_  + þ A$ í õ & ñ ×  æ \  p [ j/ B N

`

 ¦ :  xô  Ç HF 6 xÓ  o_  / B N/ å L Ô  ¦ç  H+ þ A M :ë  H Ü ¼ Ð K $ 3 % i  .

PACS numbers: 73.40.Mr

Keywords: / B N| 9 ½ © è, >   , X  r] X , s  s  : r| 9 | ¾ Óì  r$ 3

I. " e Â ] Ø

/ B N| 9 ½ © è(porous silicon)\ " f r  F g % ò % i _  µ 1 ÏF g

 &

³ © s   ' a¹ 1 Ï ) a s A  s \  ¦ µ 1 ÏF g  è  1 p x Ü ¼ Ð s 6 x  ¦ 

  H #  Q   ½ ¨[ þ t s  ;  ¤V , >  s À Ò# Qt  ¦ e    [1–4]. t  è

ß  Ã º¸  ç ß _    ½ ¨  õ  / B N| 9 ½ © è_  F gÍ  tF g (photolu- minescence ; PL) ´ òÖ  ¦ É r  ©  : r \ " f 1∼5 % & ñ  ¸ Ð  © { ©  y

  ¾ Ó © ÷ & ¦ e  Ü ¼  [5],   l Í  tF g (electroluminescence ; EL) ´ òÖ  ¦ É r Ó  o^ ] X 8 ú ¤_   â Ä º 0.1∼1 % [6,7],  ¦^  ] X 8 ú ¤ _

  â Ä º ≤ 0.01 % [8] & ñ  ¸ Ð  Å Ò ± ú >     ¦ e   .

s

ü < ° ú s  EL´ òÖ  ¦ s  PL´ òÖ  ¦ \  q K   © { © y  ± ú  É r 



©   H s Ä »  H / B N| 9 ½ © è_  ³ ð  s  / B N$ í s  ß ¼l  M :ë  H

\

  É r Ó ü t| 9 õ _  " é ¶ Ö ¸ô  Ç ] X 8 ú ¤ s  # Q§ > l  M :ë  H s  . ¢ ¸ô  Ç Ó 

o^  ] X 8 ú ¤ \  _ ô  Ç EL ´ òÖ  ¦ s   ¦^  ] X 8 ú ¤  Ð  a % ~ É r s Ä »



 H q ³ ð  & h s   H  ¸½ ¨ ¸\  ¦ ° ú   H / B N| 9  ½ © è8 £ x õ    K

| 9 õ _  >    s \  ] X 8 ú ¤   & h s  & 4 R   î  rì ø Í [ þ t _  s 1 l x \  " é ¶ Ö ¸ô  Ç  ¸| s  + þ A$ í ÷ &l  M :ë  H s  . Õ ª Q  7 £ x



Ã Ìs   o < Æ7 £ x l 7 £ x Ã Ì(Chemical vapor deposition) 1 p x_ 

~

½ ÓZ O \  _ K  / B N| 9  ½ © è8 £ x_  ³ ð  õ   ¦^  ] X 8 ú ¤`  ¦ r v 



 H  â Ä º / B N| 9  ½ © è8 £ x_  p [ j½ ¨ ¸ü < ¢ - a# 4 ô  Ç ] X 8 ú ¤ s  s  À

Ò# Qt t  · ú §  EL  è  1 p x Ü ¼ Ð_  6 £ x6 x \  &  ê ø Í ë  H ] j& h  Ü

¼ Ð    ¦ e   .

E-mail: [email protected]; Tel : +82-41-850-8480; Fax : +82-41-850-8489

J. Linnros [9] 1 p x É r Au\  ¦ ] X 8 ú ¤ Ó ü t| 9  Ð #  / B N| 9 ½ © è

\

 pn ] X ½ + Ë`  ¦ ½ ¨$ í #  0.15 % & ñ  ¸_  EL ´ òÖ  ¦`  ¦ % 3  É r



 e  Ü ¼ 9, A. J. Simons [10] ¸ ITOü < / B N| 9 ½ © è_   ¦

^

 ] X 8 ú ¤ \ " f s ü < q 5 p wô  Ç & ñ  ¸_  ´ òÖ  ¦`  ¦ % 3  É r   e   .

s

ü < ° ú s  EL ´ òÖ  ¦ s  ± ú  É r s Ä »  H  ¦^  ] X 8 ú ¤ \ " f / B N

| 9

 ½ © è8 £ x õ _  ] X 8 ú ¤  & h `  ¦ 7 £ x @ /r v   H ~ ½ ÓZ O `  ¦ ¹ 1 Ôt  3 l w

% i l  M :ë  H s  . Õ ª QÙ ¼ Ð / B N| 9 ½ © è\  ¦ EL  è  Ð s  6

x l  0 AK " f  H / B N| 9 ½ © è\  Ó ü t| 9 `  ¦ ] X 8 ú ¤ r ~ ´M :_  # 



Q Ó ü t$ í \  @ /ô  Ç & ñ  Ð  © [ jy  µ 1 ß) 4 R  ½ + É  כ s  .

s

ü < ° ú  É r ë  H ] j& h  ü @\  ¸ / B N| 9  ½ © è8 £ x õ  ½ © è l ó ø Í



s _  >   : £ ¤$ í \  @ /ô  Ç & ñ  Ð ¸  Å Ò ×  æ כ ¹  . : £ ¤ y  EL  è  Ð_  6 £ x6 x`  ¦ 0 AK " f  H / B N| 9 ½ © è\  ¦ ] j  ½ + Ér 

 

À Óx 9  ¸   ª F Gí ß  or ç ß `  ¦   or ~ ´M : / B N| 9  ½ © è8 £ x õ

 ½ © è l ó ø Í  s _  >   _  : £ ¤$ í s  # Qb  G>      H t \ 

@

/ô  Ç   ½ ¨  9 כ ¹  . Õ ª Q   f   t  / B N| 9  ½ © è8 £ x õ  ½ © è l ó ø Í  s _  >   : £ ¤$ í \  @ /ô  Ç   ½ ¨  H  _    Á

º  . s  Qô  Ç  9 כ ¹$ í \  _ K   : r   ½ ¨\ " f  H / B N| 9  ½ ©



è8 £ x õ  ½ © è l ó ø Í  s \  e    H >   % ò % i _   © I \  ¦  ¸ 

% i  .

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

/ B N| 9 ½ © è  H HF- \ ò ø Í`  ¦ 6 xÓ  o\ " f é ß   & ñ ½ © è l ó ø Í

«ù m Ç } º «Ê Ý } º M m8 ý 4 ì Å W _ ËW Ä; c 6 X ¢ ì Å

«ù m Ç } º «Ê Ý } º M m8 ý 4 ì Å W _ ËW Ä; c 6 X ¢ ì Å

6 0¦ · T M 4 w H ^∗ · T ¬ £ x · ý ¡ ÷ 7 B · »* å ¤

N Å Ò@ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , / B N Å Ò, 314-701

c

Â Ò, í ½ Ó5 Å q l ½ ¨ è, í ½ Ó, 790-784 (2002¸ 8 Z 4 23{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

/ B N| 9 ½ © è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í s _ > % ò % i _ © I \ ¦ · ú Ðl 0 AK AFM ' a¹ 1 Ï x 9 XRD ì r$ 3 ` ¦

% i . Õ ª õ À Óx 9 ¸ { 9 & ñ ½ + É M : ª F Gí ß or ç ß ` ¦ U ´> > % ò % i \ " é ¶ A _ / B N| 9 ½ © è 8

x \ q # ß ¼l H & ñ ^ [ þ t s > r F % i Ü ¼ 9, s > % ò % i _ © Ã º H / B N| 9 ½ © è8 £ x õ Ø Ô

z ¤ . Õ ªo ¦ U ·s ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç SIMS ì r$ 3 õ > % ò % i \ " f Si_ ì r í ß ¼> z ¤ . s ü

< ° ú s > % ò % i \ ß ¼l H & ñ ^ [ þ t s H " é ¶ ` ¦ / B N| 9 ½ © è8 £ x_ + þ A$ í õ & ñ × æ \ p [ j/ B N

¦ : xô Ç HF 6 xÓ o_ / B N/ å L Ô ¦ç H+ þ A M :ë H Ü ¼ Ð K $ 3 % i .

Keywords: / B N| 9 ½ © è, > , X r] X , s s : r| 9 | ¾ Óì r$ 3

/ B N| 9 ½ © è(porous silicon)\ " f r F g % ò % i _ µ 1 ÏF g

&

³ © s ' a¹ 1 Ï ) a s A s \ ¦ µ 1 ÏF g è 1 p x Ü ¼ Ð s 6 x ¦

H # Q ½ ¨[ þ t s ; ¤V , > s À Ò# Qt ¦ e [1–4]. t è

ß Ã º¸ ç ß _ ½ ¨ õ / B N| 9 ½ © è_ F gÍ tF g (photolu- minescence ; PL) ´ òÖ ¦ É r © : r \ " f 1∼5 % & ñ ¸ Ð © { © y

¾ Ó © ÷ & ¦ e Ü ¼ [5], l Í tF g (electroluminescence ; EL) ´ òÖ ¦ É r Ó o^ ] X 8 ú ¤_ â Ä º 0.1∼1 % [6,7], ¦^ ] X 8 ú ¤ _

â Ä º ≤ 0.01 % [8] & ñ ¸ Ð Å Ò ± ú > ¦ e .

ü < ° ú s EL´ òÖ ¦ s PL´ òÖ ¦ \ q K © { © y ± ú É r

© H s Ä » H / B N| 9 ½ © è_ ³ ð s / B N$ í s ß ¼l M :ë H

É r Ó ü t| 9 õ _ " é ¶ Ö ¸ô Ç ] X 8 ú ¤ s # Q§ > l M :ë H s . ¢ ¸ô Ç Ó

o^ ] X 8 ú ¤ \ _ ô Ç EL ´ òÖ ¦ s ¦^ ] X 8 ú ¤ Ð a % ~ É r s Ä »

H q ³ ð & h s H ¸½ ¨ ¸\ ¦ ° ú H / B N| 9 ½ © è8 £ x õ K

| 9 õ _ > s \ ] X 8 ú ¤ & h s & 4 R î rì ø Í [ þ t _ s 1 l x \ " é ¶ Ö ¸ô Ç ¸| s + þ A$ í ÷ &l M :ë H s . Õ ª Q 7 £ x

Ã Ìs o < Æ7 £ x l 7 £ x Ã Ì(Chemical vapor deposition) 1 p x_

½ ÓZ O \ _ K / B N| 9 ½ © è8 £ x_ ³ ð õ ¦^ ] X 8 ú ¤` ¦ r v

H â Ä º / B N| 9 ½ © è8 £ x_ p [ j½ ¨ ¸ü < ¢ - a# 4 ô Ç ] X 8 ú ¤ s s À

Ò# Qt t · ú § EL è 1 p x Ü ¼ Ð_ 6 £ x6 x \ & ê ø Í ë H ] j& h Ü

¼ Ð ¦ e .

J. Linnros [9] 1 p x É r Au\ ¦ ] X 8 ú ¤ Ó ü t| 9 Ð # / B N| 9 ½ © è

pn ] X ½ + Ë` ¦ ½ ¨$ í # 0.15 % & ñ ¸_ EL ´ òÖ ¦` ¦ % 3 É r

e Ü ¼ 9, A. J. Simons [10] ¸ ITOü < / B N| 9 ½ © è_ ¦

] X 8 ú ¤ \ " f s ü < q 5 p wô Ç & ñ ¸_ ´ òÖ ¦` ¦ % 3 É r e .

ü < ° ú s EL ´ òÖ ¦ s ± ú É r s Ä » H ¦^ ] X 8 ú ¤ \ " f / B N

½ © è8 £ x õ _ ] X 8 ú ¤ & h ` ¦ 7 £ x @ /r v H ~ ½ ÓZ O ` ¦ ¹ 1 Ôt 3 l w

% i l M :ë H s . Õ ª QÙ ¼ Ð / B N| 9 ½ © è\ ¦ EL è Ð s 6

x l 0 AK " f H / B N| 9 ½ © è\ Ó ü t| 9 ` ¦ ] X 8 ú ¤ r ~ ´M :_ #

Q Ó ü t$ í \ @ /ô Ç & ñ Ð © [ jy µ 1 ß) 4 R ½ + É כ s .

ü < ° ú É r ë H ] j& h ü @\ ¸ / B N| 9 ½ © è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í

s _ > : £ ¤$ í \ @ /ô Ç & ñ Ð ¸ Å Ò × æ כ ¹ . : £ ¤ y EL è Ð_ 6 £ x6 x` ¦ 0 AK " f H / B N| 9 ½ © è\ ¦ ] j ½ + Ér

À Óx 9 ¸ ª F Gí ß or ç ß ` ¦ or ~ ´M : / B N| 9 ½ © è8 £ x õ

½ © è l ó ø Í s _ > _ : £ ¤$ í s # Qb G> H t \

/ô Ç ½ ¨ 9 כ ¹ . Õ ª Q f t / B N| 9 ½ © è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í s _ > : £ ¤$ í \ @ /ô Ç ½ ¨ H _ Á

º . s Qô Ç 9 כ ¹$ í \ _ K : r ½ ¨\ " f H / B N| 9 ½ ©

è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í s \ e H > % ò % i _ © I \ ¦ ¸

% i .

/ B N| 9 ½ © è H HF- \ ò ø Í` ¦ 6 xÓ o\ " f é ß & ñ ½ © è l ó ø Í

¦ ª F G Ü ¼ Ð, Ñ þ F K ` ¦ 6 £ §F G Ü ¼ Ð # { 9 & ñ ô Ç À Ó\ ¦ f Ë

9 ] j % i .

/ B N| 9 ½ © è ] j \ 6 x ) a ½ © è l ó ø Í É r Ô æ è(B) '

(doping) ) a q $ ½ Ó 0.06∼0.12 Ω·cm_ p+ þ A(100) s % 3

. / B N| 9 ½ © è_ ] j É r _ e ¦ : r(teflon) l ½ ¨\ ¦ s 6 x

l ó ø Í_ ô Ç ë ß \ g A÷ & ¸2 ¤ % i Ü ¼ 9, 6 xÓ oõ l ó ø Ís ] X

8 ú ¤ ÷ & H & h É r _ e ¦ : r J ( ç (packing)` ¦ s 6 x # 0.49 cm

& ñ ¸ ÷ & ¸2 ¤ % i . ª F Gí ß o H _ e ¦ : r l ½ ¨ 5 Å q

" f s À Ò# Q& Ü ¼ 9 HF 6 xÓ o_ 0 l x ¸ H 10 %(50 % HF 8mL + \ ò ø Í` ¦ 32 mL) Ð % i ¦, © : r \ " f y n C` ¦ é ß ô Ç

© I Ð ] j % i . ª F Gí ß or À Óx 9 ¸ü < ª F Gí ß or ç

ß É r & ñ À Óµ 1 ÏÒ q t © u (Hokuto Denko, HA 301)ü <, < ÊÃ º µ

1 ÏÒ q tl (Hokuto Denko, HB 105)\ ¦ s 6 x # 1 l x& h Ü ¼ Ð

¸] X % i . ] j ô Ç / B N| 9 ½ © è H 10ì r 1 l xî ß íí H Ã º

Ð [ j' ¦ © : r \ " f | ¸r ( .

/ B N| 9 ½ © è8 £ x õ ½ © è l ó ø Í s _ > % ò % i É r K

~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð [11] ¿ º 8 £ x` ¦ ì r o r Ê ê AFM` ¦ s 6 x

' a¹ 1 Ï % i .

/ B N| 9 ½ © è_ ½ ¨ ¸ H X r] X (X-ray diffraction;

XRD) ì r$ 3 ` ¦ : x # ¸ % i . s M : X É r í ½ Ó~ ½ Ó

F g 5 Å q l ½ ¨ è_ 3C1 c \ " f ~ ½ Ó ÷ & H 7keV_ c

` ¦ s 6 x % i . r « Ñ\ { 9 H c _ ß ¼l H 0.8 ×1.2 mm s % 3 ¦, c _ \ -t ì r K 0 p x(E/∆E) É r 1000& ñ ¸s

3 Ü ¼ 9, y ¸ì r K 0 p x É r 0.001

s % 3 . { 9 ÷ & H F g 5

Å q(photon flux) É r 10

photon/s s % 3 . X r] X z

´+ « >r background\ ¦ y èr v ¦ ì r K 0 p x` ¦ ¾ Ó © r v l 0 A # ½ © è(111)\ ¦ s 6 xô Ç channel cut` ¦ Ø ¦ l ü < r

Ñ s \ Â Ò Ã Ì % i .

/ B N| 9 ½ © è_ U ·s ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç Si, O_ ì r í H s

s : r| 9 | ¾ Óì r$ 3 l (Secondary Ion Mass Spectrometry;

SIMS)\ ¦ s 6 x # ¸ % i . s M : { 9 s : r Ü ¼ Ð Cs

: r s 6 x ÷ &% 3 Ü ¼ 9 \ -t H 14.5 keV, c À Ó H 8 nA, ì r$ 3 & h É r 175 µm