光電化學在半導體表面裝飾中的應用

隨著經濟社會的發展和科學技術的進步，半導體材料在生產生活中的應用越來越廣泛，對于半導體表面的要求也越來越高。利用光電化學技術進行半導體表面裝飾將會極大地提高半導體材料在機體中的性能，從而使產品得到升級。

1 光電化學及其應用發展

光電化學簡單說就是光化學和電化學的結合，是化學與電學的交叉學科，它研究的對象是光能與電能和化學能之間的轉換。在光照下，光被一些特殊材料(如金屬或半導體電極材料)所吸收，從而產生能量的積累或者電極反應的發生。隨著經濟社會的發展和技術的日益成熟，光電化學的應用越來越普遍，例如:利用光電化學知識制造的太陽能電池等，便是以利用太陽能為目的的關電化學。除此之外，由于光電化學與半導體材料之間的關系，當前發展的大規模集成電路等都利用了光電化學的相關知識。

2 半導體材料及其應用發展

所謂半導體就是按照常溫下的導電性能對一些導電性能介于導體和絕緣體之間的物質(例如:硅、鍺)的總稱。相對于導體(如:金、銀、銅、鐵等)和絕緣體(如:陶瓷、橡膠等)，半導體的發現最晚，但是由于其特點(如:摻雜性、光敏性、熱敏性等)，卻使得其在生產生活中的應用非常廣泛。人們對半導體進行摻雜，將其導電性變得可控，將其大量使用于收音機、電視機、大規模集成電路中作為元器件;利用半導體材料的熱敏性特點，將其用于溫度測量;利用光敏性等特點將其用作光敏電阻等。

3 光電化學在半導體表面裝飾中的應用

3.1 半導體表面裝飾的目的

3.1.1 增加美觀程度

雖然美觀并不是對半導體表面進行裝飾的首要目的，卻也是一個不可忽視的重要指標。拿最常見、最常用的半導體材料硅來說，不管是晶體硅呈現出來的灰黑色，還是無定型硅呈現出的黑色外觀都是面目可憎的。

3.1.2 延長使用壽命

半導體材料無論是作為電子元器件還是其他，其使用壽命始終是人們關注的一個重要指標。盡管通常情況下半導體材料的化學性質并不活躍，但是仍然會由于種種原因而發生變化從而導致其使用壽命縮短。例如:硅，雖然不溶于一般的有機酸，卻會溶于堿溶液;在高溫條件下會與氧反應而被氧化，對其進行表面裝飾可以避免其與氧直接接觸，從而盡可能避免其被氧化，延長使用壽命。

3.1.3 增強性能

對于半導體材料來說，性能永遠是第一位的。增強半導體材料的性能的方法有很多，通過摻雜改變其導電性是其中一種，除了摻雜外，進行表面裝飾也可以達到增強性能的目的。半導體表面在與其他介質接觸中容易吸附一些雜質，極易形成表面態，對于半導體材料性能的發揮產生非常大的不良影響。在大規模集成電路中，對于半導體表面的要求越來越高，一方面要求表面的光滑程度達到納米級，另一方面也要求半導體的表面態被控制在可接受的范圍內，只有這樣才能夠使半導體組件的性能得到充分發揮，從而使得機體的性能等達到最優。

3.2 傳統的半導體表面裝飾技術及其優缺點

傳統的半導體表面裝飾主要采取的是鍍金、鍍銀等技術，也就是在半導體表面利用傳統技術，在半導體材料表層鍍上一層金或銀等，以增加表面的光度和亮度，同時形成保護膜。傳統的半導體表面裝飾技術有自身的優點，這些優點使得這些技術被長期使用。傳統的鍍金鍍銀技術長期被用于首飾加工等方面，因此技術比較成熟，運用起來更加的心應手。

當然，傳統的半導體表面裝飾技術也有自身的一些致命缺陷，使我們不得不注意。傳統技術采取的是鍍金、鍍銀等，金銀作為貴金屬價格不菲，雖然僅是薄薄的一層但是批量使用其成本問題仍然值得關注。金銀雖然化學性質并不活躍，但是長期使用也會被氧化、被腐蝕，從而失去其作為保護層的作用。金銀作為金屬與半導體存在著較大的差別，由于金屬與半導體之間存在較大的功函數差，也就是它們的費米能級不同，當金屬與半導體直接接觸時會產生空間電荷區，操作不當會導致半導體表面態的產生，嚴重影響到其性能的發揮。

3.3 利用光電化學進行半導體表面裝飾

為了達到半導體表面裝飾的作用同時避免傳統裝飾技術的不足所帶來的不良后果，對于半導體表面裝飾應當做出必要的改革。

3.3.1 技術上的可行性分析

光電化學中光能與化學能和電能的轉換，為半導體外部裝飾上采用創造了條件，提供了可能。光電化學經過多年發展，其理論和實踐上已經比較成熟，并且在各個領域得到了驗證。光電化學作為一個交叉學科，在不同的學科領域都有比較通透的研究，這為光電化學的快速發展和廣發應用打下了堅實的基礎。近些年光電化學在各領域的應用不斷增加，也使其成為炙手可熱的學科，人們給予了更多的研究，于是光電化學技術的發展和應用進入了良性循環，將其應用于半導體表面裝飾成為其重要成果。

3.3.2 運用上的優勢分析

運用一些材料的光電化學性質進行半導體表面裝飾，可以避免使用金銀等貴金屬，從而降低成本，避免貴金屬的無形流失。同時，避免金屬材料因為與空氣接觸而被氧化帶來的使用壽命縮短的問題。利用材料的光化學性質，可以將半導體表面與裝飾材料變為一體，使他們的各種性質都符合需要，同時能夠得到比較符合要求的表面光度和亮度，極大提升性能。例如:半導體的摻雜性結合光電化學性質，可以使其既符合裝飾的要求，同時又能夠起到傳統半導體表面裝飾所不具有的效果，使得半導體自身的優勢能夠在生產生活中得到更加充分地顯露。

4 結語

半導體在生產生活中的應用越來越廣泛，地位和作用越來越突出，半導體表面裝飾對于其作用發揮的重要性越來越明顯。傳統的半導體表面裝飾技術在凸顯其優勢的同時，其缺陷也明顯了起來。利用現代光電化學技術進行半導體表面裝飾能夠有效克服傳統裝飾技術的弊端，將半導體的使用壽命延長、性能提高。

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