Physical and Technical Institute of the Ministry of Education and Science, Republic of Kazakhstan:

K. B. Tynyshtykbaev

Yu. A. Ryabikin

S. Zh. Tokmoldin
B. A. Rakhmetov

T. Aitmukan

This paper presents the method for obtaining hidden layers of porous and nonporous silicon and the results of a study of their structure depending on the conditions of electrochemical anodic etching and the parameters of the samples. We show that the formation of hidden layers during high voltage etching may occur as a result of the establishment of avalanche breakdown in the local area of the clamping contact at the beginning of etching, wherein etching occurs during the avalanche ionization of the major carriers as a result of the breakdown at the sample edges. The separating upper layer is not disturbed and retains the initial crystalline structure. The critical role in the formation of hidden defect layers belongs to the point defects and electrolytic hydrogen which form during silicon etching.

1. Turner, D. R. The Electrochemistry of Semiconductors. / D. R. Turner. − London : Academic Press, 1962. − P. 179.
2. Solanki, C. S. New approach for the formation and separation of a thin porous silicon layer / C. S. Solanki, R. R. Bilyalov, H. Bender, J. Poortmans / Phys. status solidi (a). − 2000. − V. 182, N 1. − P. 97—101.

3. Goryachev, D. N. Svobodnye lyuminestsiruyushchie sloi poristogo kremniya / D. N. Goryachev, L. V. Belyakov, O. M. Sreseli // FTP. − 2010. − T. 44, vyp. 12. − S. 1636—1639.
4. Goryachev, D. N. Formirovanie tolstykh sloev poristogo kremniya pri nedostatochnoy kontsentratsii neosnovnykh nositeley / D. N. Goryachev, L. V. Belyakov, O. M. Sreseli // Tam. zhe. − 2004. − T. 38, vyp. 6. − S. 739—744.
5. Emel'yanov, V. I. Kvaziodnomernoe raspredelenie makropor pri anodnom travlenii odnoosno−napryazhennoy plastiny kremniya / V. I. Emel'yanov, K. I. Eremin, V. V. Starkov, E. Yu. Gavrilin // Pis'ma v ZhTF. − 2003. − T. 29, vyp. 6. − S. 19—25.
6. Ratnikov, V. V. Rentgenovskaya difraktometriya i elektronnaya mikroskopiya sloev poristogo Si na raznykh stadiyakh okisleniya na vozdukhe / V. V. Ratnikov, L. M. Sorokin, V. I. Sokolov, A. E. Kalmykov // FTT. − 2009. − T. 51, vyp. 12. S. 2289—2295.
7. Astrova, E. A. Issledovanie deformatsiy i defektov kristallicheskoy reshetki, voznikayushchikh pri okislenii makroporistogo kremniya / E. A. Astrova, V. V. Ratnikov, A. D. Remenyuk, I. L. Shul'pina // FTP. − 2002. T. 36, vyp. 9. − S. 1111—1121.
8. Gusakov, V. E. Formirovanie i diffuziya sobstvennykh mezhuzel'nykh atomov v kristallakh kremniya pri gidrostaticheskom davlenii: kvantovo−khimicheskoe modelirovanie / V. E. Gusakov, V. I. Bel'ko, N. N. Dorozhkin // Poverkhnost'. Rentgenovskie, sinkhrotronnye i neytronnye issledovaniya. − 2009. − № 8. − S. 71—75.
9. Starkov, V. V. Pereraspredelenie makropor i ikh struktura pri anodnom travlenii odnoosno−napryazhennoy poverkhnosti kremniya / V. V. Starkov, E. Yu. Gavrilin, A. F. Vyatkin, V. I. Emel'yanov, K. I. Eremin // Perspektivnye materialy. − 2003. − № 6. − S. 25—32.
10. Bilyalov, R. Role of hydrogen in the separation of a porous Si layer in a layer transfer process / R. Bilyalov, C. S. Solanki, J. Poortmans, A. Ulyashin, R. Job and W. Fahrner // Phys. status solidi (a). − 2003. − V. 197, N 1. − P. 128—131.
11. Soltanovich, O. A. Hydrogen−related defects in high−resistivity silicon / O. A. Soltanovich, O. V. Feklisova, E. B. Yakimov / Solid State Phenomena. − 2002. − V. 82–84. − P. 150—154.
12. Feklisova, O. V. Obrazovanie elektricheski aktivnykh defektov pri khimicheskom travlenii vysokoomnogo kremniya / O. V. Feklisova, O. A. Soltanovich. // Tez. dokl. 3−y Ross. konf. po materialovedeniyu «Kremniy−2003». − M., 2003. − Ch. 1, S. 149.
13. Feklisova, O. V. Proniknovenie vodoroda v kremniy r−tipa v protsesse zhidkostnogo khimicheskogo travleniya: eksperimental'noe issledovanie i modelirovanie / O. V. Feklisova, E. B. Yakimov. / Tam zhe. − M., 2003. − Ch. 1. − S. 150.
14. Yarykin, N. Vzaimodeystvie vodoroda s radiatsionnymi defektami / N. Yarykin // Tam zhe. − M., 2003. − Ch. 1. − S. 172.
15. Kilanov, D. V. Vodorodno−indutsirovannoe skalyvanie v kremnii po zaglublennomu sloyu, sil'nolegirovannomu borom / D. V. Kilanov, V. P. Popov, L. N. Safronov, A. I. Nikiforov, R. Shol'ts // FTP. − 2003. − T. 37, vyp. 6. − S. 644—648.
16. Valance, A. Porous silicon formation: Stability analysis of the silicon−electrolyte interface / A. Valance // Phys. Rev. B. − 1995. − V. 52, N 11.− P. 8323—8336.
17. Kompan, M. E. O mekhanizme samoformirovaniya nanorazmernykh struktur poristogo kremniya pri bestokovom vodnom travlenii / M. E. Kompan, I. Yu. Shabanov // FTP. − 1995. −T. 29, vyp. 10. − S. 1859—1869.
18. A. S. RK № 65010. Sposob polucheniya skrytykh sloev poristogo kremniya. / K. B. Tynyshtykbaev, Yu. A. Ryabikin, Zh. S. Tokmoldin. Innovatsionnyy patent RK № 22831 ot 06.03.2009.
19. A. S. RK № 66418. Sposob polucheniya tonkikh plastin kremniya. / K. B. Tynyshtykbaev, Yu. A. Ryabikin, Zh. S. Tokmoldin. Innovatsionnyy patent RK № 23446 ot 08.05.2009.
20. A. S. SSSR № 980562. Sposob izgotovleniya skrytykh sloev. / N. N. Gerasimenko, L. S. Smirnov, V. F. Stas', K. B. Tnyshtykbaev. ot 13.04.1981 g.
21. A. S. SSSR № 1282757. Sposob izgotovleniya tonkikh plastin kremniya. / V. F. Reutov, Sh. Sh. Ibragimov. ot 30.12. 1983 g.
22. Gerasimenko, H. H. Obrazovanie radiatsionnykh defektov v kremnii r−tipa, soderzhashchem atomy vodoroda / H. H. Gerasimenko, K. B. Tnyshtykbaev // FTP. − 1980. − T. 14, vyp. 9. − S. 1673—1676.
23. Gerasimenko, H. H. Svoystva defektnykh tsentrov v kremnii, obluchennom protonami / H. H. Gerasimenko, L. C. Smirnov, V. F. Stas', K. B. Tnyshtykbaev // FTP. − 1981. − T. 15, vyp. 10. − S. 1934—1938.
24. Reutov, V. F. Vliyanie plotnosti ionizatsionnykh poter' energii vysokoenergetichnykh ionov vismuta, kriptona i ksenona na razvitie vodorodnykh blisterov v kremnii / V. F. Reutov, A. G. Zaluzhnyy, A. P. Kobzev, A. S. Sokhatskiy // ZhTF. − 2009. − T. 79, vyp. 9. − S. 63—70.