Oberflächenstabilisierung nanostrukturierter poröser Siliziumschichten für sensorische Anwendungen

Abstract:
Für eine effektive Anwendung von porösem Silizium als Bio-, Gas- oder Feuchtesensor ist eine gute Benetzung der inneren Oberfläche, eine Anpassung der Oberflächeneigenschaften an die Bedürfnisse der jeweiligen sensorischen Anwendung und eine ausreichende Stabilisierung der großen inneren Oberfläche der porösen Schicht erforderlich. Die Oberflächenstabilisierung der nanostrukturierten porösen Schicht kann durch natürliche Oxidation bei Umgebungsbedingungen oder durch zusätzliche Oberflächenbehandlungen wie z.B. thermische Oxidation erfolgen. Damit werden bessere Sensoreigenschaften und bessere Langzeitstabilität von auf porösem Silizium beruhenden Sensoren erreicht. Die Materialumwandlung vom Silizium in Siliziumdioxid führt gleichzeitig zur Änderung der Materialeigenschaften, so z.B. zur Änderung des Brechungsindex, was eine Blauverschiebung im charakteristischen Spektrum von optischen Multischichten hervorruft, die eine Schlüsselkomponente der in dieser Arbeit vorgestellten sensorischen Struktur darstellen. Mittels des Effektiv-Medium-Modells wird die Materialumwandlung der nanostrukturierten porösen Schicht beschrieben.