在这项工作中，超声增强化学腐蚀被用来制作多孔硅层。通过使用HF溶液和HNO3在p型(111)取向硅中制备多孔硅层。发现超声波改善了p型硅上多孔硅层的结构。用这种方法可以制作品质因数高得多的多孔硅微腔。由超声波蚀刻引起的质量提高可归因于氢气泡和其它蚀刻化学物质从多孔硅柱表面逃逸的速率增加。该效应归因于自由空穴载流子浓度的有效变化。超声波已导致表明可能在键合结构的变化，并增加氧化。此外，在超声波处理和微观结构之间建立了相关性。
多孔硅是一种新型材料，在硅基光电器件中的应用引起了人们的关注。全世界都在努力开发其独特的可见光致发光(PL)和电致发光(EL)特性以用于新的应用。需要详细研究的PS的一个重要性质是由于其大的表面积和表面缺陷而与化学物质的高反应性。单位面积取决于制造条件，这种材料的体积范围可以从几平方米/立方厘米到200平方米/立方厘米。
许多研究人员已经对PS的各种应用性能进行研究。使用液体接触时观察到有效EL的事实表明，液体的存在会影响电性能。另一个有趣的方面是使用各种技术实现硅表面的显著电子钝化。通过将体硅简单地浸入氟化氢(HP)中，已经实现了非常低的表面复合速度值，导致表面复合中心<108 cm-2。这主要归因于没有悬挂键的表面的完全氢终止。
化学蚀刻采用p型取向硅，分别在(HF:硝酸:水)中(1:1:2)制备多孔硅层，采用超声增强(频率22kHz，US功率30W或50W)化学蚀刻溶液，刻蚀时间为20min。用原子力显微镜(AFM)JEOLJSM-IC25S研究了PS的纳米结构，采用双光束Perkin-Elmer850光谱仪测量了PS层的透射率FTIR光谱。结果表明，30W和50W的超声功率使p型硅的加氢量和氧化量均显著增加。
通过在(HF和HNO3)溶液中使用从30到50 W的不同us。超声增强蚀刻工艺使得蚀刻剂和硅晶片之间的反应在硅孔中沿垂直方向比横向进行得更快(各向异性系数(孔的平均深度/孔的平均宽度)从7.31增加到158.4)。
其样品的AFM图像如图1 (a)-(c)所示。样品A、B和C的PS层厚度分别为500、1000和1250 nm。在相同的有效刻蚀时间下，可以得到两个明显的结论:(1)样品的PS层厚度通过超声波蚀刻制备的样品(样品B和C)大于通过通常技术(非超声波)蚀刻制备的样品(样品A)。(2)样品C的硅孔在表面法线方向上最连续，并且具有均匀的分布和最小的直径。
样品的PS层更均匀，硅孔更小，蚀刻效率也高于常规技术制备的(非超声)。原因是，简单采用化学蚀刻法时，化学反应产物会沉积在硅孔，主要在孔尖，防止硅片溶解，从而扩大横向蚀刻，当超声波作用于电解质溶液中时，会出现大量的微气泡，这些气泡会随着各种声压的变化不断收缩和膨胀，导致硅柱化学产物脱吸。如果气泡破裂，则将会产生极高的压力，这种压力将把溶解的物质从硅孔中带出来。此外其他的超声波效应，如振动，也会加速化学产物的扩散，这些原因导致化学反应集中在孔隙尖端，从而降低了侧向蚀刻，提高了均匀性和蚀刻效率。
采用AFM法测定了三个样品的平滑度，如图-1所示，显微图中最明显的现象是硅柱尺寸从样品C增加，而均匀性减小。4个样品的表面粗精度均方根Q(RMS)值分别为17.324nm(样品A)、9.505nm(样品B)和3.779nm(样品C)
表一为US蚀刻时间20min后PS的厚度、蚀率、平均尺寸、粗度和功率与低(30W)美国激发下(平均深度为1000nm)相比，美国功率的增加导致产生更深的孔隙(平均深度为1250nm)。另一方面，如果美国的功率很高(50W)，空化过程就是强有力的证据。利用FTIR光谱中的透射光谱研究了大孔孔表面的化学组成，在400~4000cm-1不同波长的化学刻制备的新制备的PS层的FTIR透射谱如图2所示。
PS层形成过程中的超声处理导致了p型(111) Si的微观结构特征，从图中可以看出，新制备的PS层在2400cm-1处有SiH吸收带，这些模式与吸附在扩展的PS表面上的基团有关，众所周知，SiHx含量对于知化质量是必雪的，因为氯可能很容易在PSIS界面以及在硅晶片部扩散，样品的FTIR光谱，其中峰1108cm-1对应于SiOx中SiO-S桥的拉伸模式，由于该峰值剂量没有发生重要的变化，因此可以认为这种模式与硅村底有关，否则1108cm-1处的模式仅出现在具有一定氧化程度的PS层中，其频率可能与PS表面缺陷氧化硅的高应力sio2-S讯面有关，这些模是硅桥的对称和反对称振动模。
综上所述，我们提出了一种制备PS层的超声增理化学蚀刻方法，表面研究原子力显微镜(AFM)显示，当其他蚀刻参数恒定时，超声蚀刻会产生更厚、更均匀的PS层，比非超声化学蚀刻具有更小的硅孔。AFM观测进一步证实了其改进的结构性质，这可以解释为PS形成力学特别是超声空化。对PS单层和PS微腔的研究表明，超声蚀刻优化了样品的特性，将超声蚀刻与常用技术相结合，获得了质量最佳的样品，这种新型钟刻方法是制备PS材料，特别是PS多层材料的高效技术，为实现PS材料的应用开辟了可行途径。