ГАЗОВАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ СТРУКТУР СО СЛОЕМ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ, МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТАЛЛОМ

Autor: Evtukh, A. A., Gorbanyuk, T. I., Danilyuk, D., Litovchenko, V. G., Solntsev, V. S., Kuznetsov, G. V., Skryshevsky, V. A., Tsyganova, G. I.
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2008
Předmět:
Zdroj: Sensor Electronics and Microsystem Technologies; Том 5, № 3 (2008); 45-53
Сенсорная электроника и микросистемные технологии; Том 5, № 3 (2008); 45-53
Сенсорна електроніка і мікросистемні технології; Том 5, № 3 (2008); 45-53
ISSN: 1815-7459
2415-3508
Popis: The researches of a surface morphology, electrophysical characteristics and gas sensitivity of the metal-silicon structures with a surface layer of the porous silicon modified by platinum and copper were carried out. It was shown, that the mechanism of hydrogen sulphide adsorption in structures with layers of nanoporous silicon filled by copper consists in chemical interaction of hydrogen sulphide molecules with copper atoms and formation of the new phase CuS which leads to change of the metal-silicon Schottky barrier. Restoration of such structures it is possible due to warming up in 50 % Ar and Í2 mixture at temperature up to 300°Ñ. It was established, that application of thin layers of nanoporous silicon filled by copper leads to strengthening adsorption-electrical effects in Al-PS (Cu)-Si structures. The connection between morphology, a chemical compound of nanoporous silicon and sensitivity of Schottky structures to hydrogen sulphide were investigated. The mechanism of adsorption strengthening of the hydrogen-containing gas molecules, in particular, hydrogen sulphide was established. In case of structures with layers of porous silicon modified by platinum the mechanism of gas sensitivity is determined by presence of an intermediate porous layer, catalytically active metal (Pt), type of silicon substrate conductivity and parameters of the adsorbed molecules. It was established, that the increase in thickness of the intermediate porous layer causes the increase in gas sensitivity of the surface-barrier structures. The influence on the structure gas sensitivity of the gas environment (the sated vapors and acetone), manufacturing techniques and an operating mode of the surface-barrier structures was determined.
Проведені дослідження морфології поверхні, електрофізичних характеристик та газової чутливості структур метал-кремній з поверхневим шаром пористого кремнію, модифікованого платиною і міддю. Показано, що механізм адсорбції сірководню в структурах з шарами нанопористого кремнію, заповненими міддю, полягає у хімічній взаємодії молекул сірководню з атомами міді та утворенні нової фази CuS, яка і приводить до зміни бар’єру Шотткі метал-кремній. Відновлення таких структур можливо за рахунок прогріву в 50% суміші Ar та Н2 при температурі до 3000 С. Встановлено, що застосування тонких шарів нанопористого кремнію, заповненого міддю, призводить до підсилення адсорбоелектричних ефектів в Al — PS(Cu) — Si структурах. Досліджено зв’язок між морфологією, хімічним складом нанопористого кремнію та чутливістю Шотткі структур до сірководню. Встановлено механізм підсилення адсорбції молекул воднемістких газів, зокрема сірководню. У випадку структур з шарами пористого кремнію, модифікованого платиною, механізм газової чутливості визначається наявністю проміжного поруватого шару, каталітично активного металу (Pt), типом провідності кремнієвої підкладки і параметрами адсорбованих молекул. Встановлено, що збільшення товщини проміжного поруватого шару обумовлює зростання газової чутливості поверхнево-бар`єрних структур. Визначено вплив на газову чутливість складу газового середовища (насичені пари води та ацетон), технології виготовлення та режиму роботи поверхнево-бар`єрних структур.
Проведены исследования морфологии поверхности, электрофизических характеристик и газовой чувствительности структур металл-кремний с поверхностным слоем пористого кремния, модифицированного платиной и медью. Показано, что механизм адсорбции сероводорода в структурах со слоями нанопористого кремния заполненными медью заключается в химическом взаимодействии молекул сероводорода с атомами меди и образовании новой фазы CuS, которая и приводит к изменению барьера Шоттки металл-кремний. Восстановление таких структур возможно за счет прогрева в 50% смеси Ar и Н2 при температуре до 300°С. Установлено, что применение тонких слоев нанопористого кремния заполненного медью приводит к усилению адсорбоэлектрических эффектов в Al-PS(Cu)-Si структурах. Исследована связь между морфологией, химическим составом нанопористого кремния и чувствительностью Шоттки структур к сероводороду. Установлен механизм усиления адсорбции молекул водородсодержащих газов, в частности, сероводорода. В случае структур со слоями пористого кремния модифицированного платиной механизм газовой чувствительности определяется наличием промежуточного пористого слоя, каталитически активного металла (Pt), типом проводимости кремниевой подложки и параметрами адсорбированных молекул. Установлено, что увеличение толщины промежуточного пористого слоя обуславливает увеличение газовой чувствительности поверхностно-барьерных структур. Определено влияние на газовую чувствительность состава газовой среды (насыщенные пары и ацетон), технологии изготовления и режима работы поверхностно- барьерных структур.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: