光电化学在半导体表面装饰中的应用

随着经济社会的发展和科学技术的进步，半导体材料在生产生活中的应用越来越广泛，对于半导体表面的要求也越来越高。利用光电化学技术进行半导体表面装饰将会极大地提高半导体材料在机体中的性能，从而使产品得到升级。

1 光电化学及其应用发展

光电化学简单说就是光化学和电化学的结合，是化学与电学的交叉学科，它研究的对象是光能与电能和化学能之间的转换。在光照下，光被一些特殊材料(如金属或半导体电极材料)所吸收，从而产生能量的积累或者电极反应的发生。随着经济社会的发展和技术的日益成熟，光电化学的应用越来越普遍，例如:利用光电化学知识制造的太阳能电池等，便是以利用太阳能为目的的关电化学。除此之外，由于光电化学与半导体材料之间的关系，当前发展的大规模集成电路等都利用了光电化学的相关知识。

2 半导体材料及其应用发展

所谓半导体就是按照常温下的导电性能对一些导电性能介于导体和绝缘体之间的物质(例如:硅、锗)的总称。相对于导体(如:金、银、铜、铁等)和绝缘体(如:陶瓷、橡胶等)，半导体的发现最晚，但是由于其特点(如:掺杂性、光敏性、热敏性等)，却使得其在生产生活中的应用非常广泛。人们对半导体进行掺杂，将其导电性变得可控，将其大量使用于收音机、电视机、大规模集成电路中作为元器件;利用半导体材料的热敏性特点，将其用于温度测量;利用光敏性等特点将其用作光敏电阻等。

3 光电化学在半导体表面装饰中的应用

3.1 半导体表面装饰的目的

3.1.1 增加美观程度

虽然美观并不是对半导体表面进行装饰的首要目的，却也是一个不可忽视的重要指标。拿最常见、最常用的半导体材料硅来说，不管是晶体硅呈现出来的灰黑色，还是无定型硅呈现出的黑色外观都是面目可憎的。

3.1.2 延长使用寿命

半导体材料无论是作为电子元器件还是其他，其使用寿命始终是人们关注的一个重要指标。尽管通常情况下半导体材料的化学性质并不活跃，但是仍然会由于种种原因而发生变化从而导致其使用寿命缩短。例如:硅，虽然不溶于一般的有机酸，却会溶于碱溶液;在高温条件下会与氧反应而被氧化，对其进行表面装饰可以避免其与氧直接接触，从而尽可能避免其被氧化，延长使用寿命。

3.1.3 增强性能

对于半导体材料来说，性能永远是第一位的。增强半导体材料的性能的方法有很多，通过掺杂改变其导电性是其中一种，除了掺杂外，进行表面装饰也可以达到增强性能的目的。半导体表面在与其他介质接触中容易吸附一些杂质，极易形成表面态，对于半导体材料性能的发挥产生非常大的不良影响。在大规模集成电路中，对于半导体表面的要求越来越高，一方面要求表面的光滑程度达到纳米级，另一方面也要求半导体的表面态被控制在可接受的范围内，只有这样才能够使半导体组件的性能得到充分发挥，从而使得机体的性能等达到最优。

3.2 传统的半导体表面装饰技术及其优缺点

传统的半导体表面装饰主要采取的是镀金、镀银等技术，也就是在半导体表面利用传统技术，在半导体材料表层镀上一层金或银等，以增加表面的光度和亮度，同时形成保护膜。传统的半导体表面装饰技术有自身的优点，这些优点使得这些技术被长期使用。传统的镀金镀银技术长期被用于首饰加工等方面，因此技术比较成熟，运用起来更加的心应手。

当然，传统的半导体表面装饰技术也有自身的一些致命缺陷，使我们不得不注意。传统技术采取的是镀金、镀银等，金银作为贵金属价格不菲，虽然仅是薄薄的一层但是批量使用其成本问题仍然值得关注。金银虽然化学性质并不活跃，但是长期使用也会被氧化、被腐蚀，从而失去其作为保护层的作用。金银作为金属与半导体存在着较大的差别，由于金属与半导体之间存在较大的功函数差，也就是它们的费米能级不同，当金属与半导体直接接触时会产生空间电荷区，操作不当会导致半导体表面态的产生，严重影响到其性能的发挥。

3.3 利用光电化学进行半导体表面装饰

为了达到半导体表面装饰的作用同时避免传统装饰技术的不足所带来的不良后果，对于半导体表面装饰应当做出必要的改革。

3.3.1 技术上的可行性分析

光电化学中光能与化学能和电能的转换，为半导体外部装饰上采用创造了条件，提供了可能。光电化学经过多年发展，其理论和实践上已经比较成熟，并且在各个领域得到了验证。光电化学作为一个交叉学科，在不同的学科领域都有比较通透的研究，这为光电化学的快速发展和广发应用打下了坚实的基础。近些年光电化学在各领域的应用不断增加，也使其成为炙手可热的学科，人们给予了更多的研究，于是光电化学技术的发展和应用进入了良性循环，将其应用于半导体表面装饰成为其重要成果。

3.3.2 运用上的优势分析

运用一些材料的光电化学性质进行半导体表面装饰，可以避免使用金银等贵金属，从而降低成本，避免贵金属的无形流失。同时，避免金属材料因为与空气接触而被氧化带来的使用寿命缩短的问题。利用材料的光化学性质，可以将半导体表面与装饰材料变为一体，使他们的各种性质都符合需要，同时能够得到比较符合要求的表面光度和亮度，极大提升性能。例如:半导体的掺杂性结合光电化学性质，可以使其既符合装饰的要求，同时又能够起到传统半导体表面装饰所不具有的效果，使得半导体自身的优势能够在生产生活中得到更加充分地显露。

4 结语

半导体在生产生活中的应用越来越广泛，地位和作用越来越突出，半导体表面装饰对于其作用发挥的重要性越来越明显。传统的半导体表面装饰技术在凸显其优势的同时，其缺陷也明显了起来。利用现代光电化学技术进行半导体表面装饰能够有效克服传统装饰技术的弊端，将半导体的使用寿命延长、性能提高。

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