Surface etching, chemical modification and characterization of silicon nitride and silicon oxide—selective functionalization of Si3N4and SiO2

X射线光电子能谱 氮化硅 表面改性 氧化物 二氧化硅 氮化物 材料科学 蚀刻(微加工) 化学状态 各向同性腐蚀 缓冲氧化物腐蚀 氧化硅 反应性(心理学) 化学工程 无机化学 分析化学(期刊) 反应离子刻蚀 化学 图层(电子) 纳米技术 有机化学 光电子学 复合材料 冶金 医学 替代医学 病理 工程类
作者
Li Hong Liu,David J. Michalak,Tatiana Peixoto Chopra,Sidharam P. Pujari,Wilfredo Cabrera,Don D. Dick,Jean-François Veyan,Rami Hourani,Mathew D. Halls,Han Zuilhof,Yves J. Chabal
出处
期刊:Journal of Physics: Condensed Matter [IOP Publishing]
卷期号:28 (9): 094014-094014 被引量:32
标识
DOI:10.1088/0953-8984/28/9/094014
摘要

The ability to selectively chemically functionalize silicon nitride (Si3N4) or silicon dioxide (SiO2) surfaces after cleaning would open interesting technological applications. In order to achieve this goal, the chemical composition of surfaces needs to be carefully characterized so that target chemical reactions can proceed on only one surface at a time. While wet-chemically cleaned silicon dioxide surfaces have been shown to be terminated with surficial Si-OH sites, chemical composition of the HF-etched silicon nitride surfaces is more controversial. In this work, we removed the native oxide under various aqueous HF-etching conditions and studied the chemical nature of the resulting Si3N4 surfaces using infrared absorption spectroscopy (IRAS), x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), low energy ion scattering (LEIS), and contact angle measurements. We find that HF-etched silicon nitride surfaces are terminated by surficial Si-F and Si-OH bonds, with slightly subsurface Si-OH, Si-O-Si, and Si-NH2 groups. The concentration of surficial Si-F sites is not dependent on HF concentration, but the distribution of oxygen and Si-NH2 displays a weak dependence. The Si-OH groups of the etched nitride surface are shown to react in a similar manner to the Si-OH sites on SiO2, and therefore no selectivity was found. Chemical selectivity was, however, demonstrated by first reacting the -NH2 groups on the etched nitride surface with aldehyde molecules, which do not react with the Si-OH sites on a SiO2 surface, and then using trichloro-organosilanes for selective reaction only on the SiO2 surface (no reactivity on the aldehyde-terminated Si3N4 surface).

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
耿宇航发布了新的文献求助10
1秒前
Conoudy完成签到,获得积分10
1秒前
旺旺哥哥发布了新的文献求助10
3秒前
相金鹏完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Jasper应助无语采纳,获得10
6秒前
6秒前
一针超人发布了新的文献求助10
7秒前
CHME完成签到,获得积分10
7秒前
顺利毕业发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
金汐完成签到,获得积分10
11秒前
等月光发布了新的文献求助10
13秒前
搜集达人应助56采纳,获得10
14秒前
长情的千风完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
16秒前
小二郎应助清浅采纳,获得10
17秒前
JamesPei应助王文艺采纳,获得10
17秒前
韩大夫爱吃鱼完成签到,获得积分10
17秒前
研友_VZG7GZ应助浩浩大人采纳,获得10
20秒前
哎呦喂发布了新的文献求助10
20秒前
kbc发布了新的文献求助10
21秒前
脑洞疼应助cc采纳,获得10
21秒前
21秒前
坚定不移完成签到,获得积分10
21秒前
等月光完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
Luna完成签到 ,获得积分10
24秒前
NexusExplorer应助xiaowang采纳,获得10
24秒前
ju发布了新的文献求助10
25秒前
Deerlu完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
han发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
Jasper应助小路采纳,获得10
27秒前
27秒前
Whisper完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
香蕉觅云应助伍襟傧采纳,获得10
29秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Mentoring for Wellbeing in Schools 1200
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1061
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
A Technologist’s Guide to Performing Sleep Studies 500
EEG in Childhood Epilepsy: Initial Presentation & Long-Term Follow-Up 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5497023
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4594625
关于积分的说明 14445515
捐赠科研通 4527211
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2480762
邀请新用户注册赠送积分活动 1465186
关于科研通互助平台的介绍 1437884