Silicium poreux
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Le silicium est majoritairement connu sous sa forme monocristalline et polycristalline.
Depuis quelques décennies, un nouveau type de morphologie s'est développé : le silicium poreux (SiP). Cette morphologie a été constatée pour la première fois dans les années 50 par Uhlir et Turner.
Le SiP est un matériau nanostructuré qui possède une importante surface spécifique (de 200 à 600 m2.cm-3).
[modifier] Les différentes morphologies
En général, le silicium poreux est assimilé à un matériau à morphologie colonnaire constitué par des cristallites ou nano-cristallites (de 1 nm à 1µm de diamètre). On distingue différentes morphologies du silicium poreux en fonction du dopage du substrat à partir duquel il est fabriqué.
| Morphologie | Taille des cristallites | Taille des pores |
|---|---|---|
|
Silicium nano-poreux |
Entre 1 et 5 nm |
Entre 1 et 5 nm |
|
Silicium méso-poreux |
Entre 10 et 100 nm |
Entre 10 et 100 nm |
|
Silicium macro-poreux |
Entre 0,1 et 1 µm |
De l'ordre du µm |
[modifier] Les différents procédés de fabrication
Le silicium poreux est fabriqué à partir de substrat monocristallin. Une des méthodes la plus simple et certainement la plus utilisée est l'anodisation électrochimique.
Le substrat est placé entre 2 électrodes dans un bain de HF-Ethanol. Une différence de potentiel est appliquée de part et d'autre du substrat. Les ions F- sont alors attirés vers le substrat et réagissent avec le silicium formant ainsi des pores. Une fois les premiers pores formés, l'attaque du HF a lieu préférentiellement au fond de ces pores conduisant à la formation de silicium poreux.
Afin d'augmenter l'homogénéité du SiP, l'anodisation peut avoir lieu en courant pulsé (signal type créneau).
