Образование макропор в $n$-Si при анодировании в органическом электролите

Проведено экспериментальное исследование фотоэлектрохимического травления электронного кремния, предназначенного для солнечных элементов, в диметилформамиде, содержащем 4% HF. Изучены морфология пор, пористость, эффективная валентность и скорость травления в зависимости от приложенного напряжения, интенсивности освещения обратной стороны образца и длительности процесса. Установлено, что закономерности анодирования $n$-Si в органическом электролите существенно отличаются от таковых в случае водных растворов. Это проявляется в том, что при напряжении выше порогового, в так называемом пробойном режиме, макропоры с вертикальными стенками начинают размножаться и интенсивно ветвиться за счет появления боковых пор. Появление вторичных пор сопровождается увеличением пористости, снижением скорости распространения пористого фронта в глубь подложки и быстрым переходом в режим электрополировки. В пробойном режиме при малых уровнях подсветки обнаружена фрактальная структура макропор, распространяющихся по определенным кристаллографическим направлениям: $\langle$100$\rangle$ и, что ранее не наблюдалось, $\langle$111$\rangle$. Показано, что морфологией макропор можно управлять в процессе анодирования путем перехода из одного режима в другой при изменении внешних параметров: напряжения или подсветки. Показано, что использование органического электролита позволяет получать макропористые мембраны с высокой пористостью, значительно превышающей пористость макропористых мембран, сформированных в водных электролитах при тех же условиях.