宏孔硅是传感器和复合材料领域的研究热点之一,具有低成本、高深宽比、良好的机械性能、较好的吸附性以及与集成电路兼容等优点,对生物医疗、疾病筛查、复合材料开发等具有重要意义和价值。目前制约宏孔硅大规模开发和应用的主要瓶颈是制备效率不高,尤其是高深宽比宏孔结构的制备速率较低。考虑电流密度、腐蚀时间、HF浓度和电阻率等因素对P型宏孔硅腐蚀速率、深宽比值、结构形貌以及孔隙率的作用机制,探索P型宏孔硅快速成孔机理以及掺杂浓度对宏孔形貌的作用机理。主要研究内容及创新点如下:首先,研究了腐蚀时间、电阻率、HF浓度及电解液成分等参数对多孔硅微结构的影响。实验结果表明:增加腐蚀时间并降低HF浓度可增加孔隙率。降低HF浓度可以在低阻硅上,腐蚀出规则宏孔结构;增大电阻率则可有效拓宽制备规则宏孔的参数范围。实验还表明含有DMF的腐蚀液比含有DMSO的腐蚀液更适合制备宏孔结构。其次,系统研究了电流密度、腐蚀时间、HF浓度和电阻率等参量对腐蚀速率以及深宽比的作用情况。结果表明:增大电流密度可以获得不断增加的腐蚀速率和深宽比;延长腐蚀时间则导致腐蚀速率不断下降,深宽比不断增加。增大HF浓度和电阻率可以提高宏孔硅的腐蚀速率。当深宽比值达到110时,腐蚀速率仍接近16.4μm/min。此外还重点探究了腐蚀参量对宏孔形貌的影响规律。结果发现:增加腐蚀时间,宏孔质量先变好,后急剧变差;降低电流密度能有效延长腐蚀时间。HF浓度和电阻率也能对宏孔形貌产生影响,其中电阻率越大越易获得优质宏孔。在相同的实验参数下,增加预刻蚀结构制备宏孔阵列,可以获得质量更好的宏孔形貌。本文对P型宏孔硅的腐蚀速率、深宽比值、结构形貌以及孔隙率等方面进行了系统的研究,探究了宏孔硅的快速成孔机理以及掺杂浓度对宏孔形貌的作用机制,并探究了宏孔阵列的制备情况。本研究为P型宏孔硅结构的高效制备以及形貌研究积累了实验数据和理论依据。