FORMATION AND INVESTIGATION OF POROUS SiO₂ FILMS ON Si ^∗
R. Šustavičiūtė^a,b, I. Šimkienė^a,b, J. Sabataitytė^a, A. Rėza^a, A. Kindurys^a, R. Tamaševičius^a,c, and J. Babonas^a,c
aSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
^bVilnius University, Saulėtekio 9, LT-10222 Vilnius, Lithuania
^cVilnius Gediminas Technical University, Saulėtekio 11, LT-10223 Vilnius, Lithuania

Received 1October 2004

Porous silica layers on Si substrates were produced by sol–gel spin-on technique. The structural studies and ellipsometric measurements have been carried out in order to investigate the dependence of silica properties on growth technology and thermal annealing. The dense SiO₂ layers from acid tetraethoxysilane-based precursors and the layers of increased porosity obtained from precursors containing surfactant cethyltrimethylammonia bromide were investigated. The hybrid type Fe-doped silica layers were also produced and studied. The provided investigations have shown that the method used is perspective for fabrication of porous silica layers and for obtaining hybrid samples.

PORĖTŲJŲ SiO₂ SLUOKSNIŲ ANT Si SUDARYMAS IR TYRIMAS
R. Šustavičiūtė^a,b, I. Šimkienė^a,b, J. Sabataitytė^a, A. Rėza^a, A. Kindurys^a, R. Tamaševičius^a,c, J. Babonas^a,c
aPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
^bVilniaus universitetas, Vilnius, Lietuva
^cVilniaus Gedimino technikos universitetas, Vilnius, Lietuva

Zolio ir gelio bei sukininio padengimo metodu pagaminti ir ištyrinėti įvairūs porėtojo silicio dioksido sluoksniai ant Si padėklų. Panaudojant rastrinį elektroninį ir atominės jėgos mikroskopus, buvo tiriama pagamintų sluoksnių morfologija, o jų optinės savybės buvo nustatomos iš elipsometrinių matavimų. Nagrinėta Si dioksido sluoksnių savybių priklausomybė nuo gaminimo ir atkaitinimo sąlygų. Tankūs vienalyčiai 5–9% vidutinio porėtumo ir 250 nm paviršiaus netolygumo SiO₂ sluoksniai buvo pagaminti iš tetraetoksisilano pagrindu paruoštų tirpalų ant ∅5 cm Si plokštelių. Šių ∼250 nm storio sluoksnių porėtumas, einant nuo paviršiaus į padėklą, keitėsi 7–23% ribose. SiO₂ sluoksnių, atkaitintų 300–600 °C temperatūroje, vidutinis lūžio rodiklis atitinkamai padidėjo iki 1,42–1,46. Padidinto porėtumo Si dioksido sluoksniai buvo pagaminti iš tirpalo, kuriame buvo cetiltrimetilamonio bromidas, veikiantis kaip surfaktantas. Tos serijos bandiniuose atkaitinto SiO₂ sluoksnio porėtumas siekė ∼65%, palyginus su 7–10% porėtumu naujai pagamintuose ir dar neatkaitintuose sluoksniuose. Taip pat buvo pagaminti ir ištirti hibridiniai dariniai, porėtieji Si dioksido sluoksniai su įterptomis Fe ir Fe oksidų dalelėmis. Remiantis spektroskopiniais tyrimais išaiškinta, kad Fe oksidai yra Fe₂O₃, Fe₃O₄ ir FeOOH, o atkaitintuose sluoksniuose padidėja santykinis Fe₃O₄ kiekis.