[发明专利]N型硅表面区域选择性电化学沉积铜微结构的制备方法

权利要求书

1.N型硅表面区域选择性电化学沉积铜微结构的制备方法，其特征在于其步骤为：

1)选用具有微结构的钛、石英或硅片作为原始母版，将原始母版上的微结构转移至琼脂糖表面，再将琼脂糖浸泡在铜镀液中，使琼脂糖内部充满铜镀液，得内部存储有铜镀液的琼脂糖凝胶模板；

2)将存储铜镀液的琼脂糖凝胶模板的下部浸没在含有相同铜镀液的电解池中，使琼脂糖凝胶模板的微结构部分暴露于铜镀液的液面上方；

3)利用磁控溅射方法在n型硅片背面溅射Ti/Au层，形成欧姆结；

4)将溅射Ti/Au层的n型硅片的抛光面正置于存储有铜镀液的琼脂糖凝胶模板的微结构面，将n型硅片作为工作电极，选择电化学沉积的电位为-0.4～-0.6V，在n型硅片上生长铜微结构；

5)将已生长铜微结构的n型硅片与存储有铜镀液的琼脂糖凝胶模板分离，加工完毕。

2.如权利要求1所述的N型硅表面区域选择性电化学沉积铜微结构的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述的钛、石英或硅片等原始母版上的微结构是通过现有的微加工技术获得。

3.如权利要求1所述的N型硅表面区域选择性电化学沉积铜微结构的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述的转移是利用琼脂糖凝胶的热塑性，将琼脂糖粉末加到水中，加热融化形成粘稠的琼脂糖水溶胶，将原始母版放置其中，琼脂糖水溶胶将完全渗入原始母版中的微结构中，之后抽真空，使琼脂糖内部无气泡，最后在室温条件下冷却，获得表面含有微结构的琼脂糖模板，表面具有微结构的琼脂糖固体浸泡于铜镀液中1～2h，镀液的组成为(0.05～0.5M)CuSO₄+(0.05～0.5M)H₂SO₄+添加剂体系。

4.如权利要求3所述的N型硅表面区域选择性电化学沉积铜微结构的制备方法，其特征在于所述的琼脂糖为凝胶强度≥3500g/cm²的琼脂糖。

5.如权利要求3所述的N型硅表面区域选择性电化学沉积铜微结构的制备方法，其特征在于按质量比琼脂糖粉末∶水＝1∶8～9。

6.如权利要求1所述的N型硅表面区域选择性电化学沉积铜微结构的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述的N型硅片在利用磁控溅射前经前处理，前处理是依次用丙酮、乙醇、水超声清洗，并采用H₂SO₄和H₂O₂的混合溶液清洗，按体积比为H₂SO₄∶H₂O₂＝3∶1。在5％氢氟酸溶液中浸泡除去氧化层，最后用去离子水清洗表面。

7.如权利要求1所述的N型硅表面区域选择性电化学沉积铜微结构的制备方法，其特征在于在步骤3)中，Ti/Au层的厚度为50～200nm。

8.如权利要求1所述的N型硅表面区域选择性电化学沉积铜微结构的制备方法，其特征在于在步骤4)中，所述的电化学沉积的时间为100～1500s。

9.如权利要求1所述的N型硅表面区域选择性电化学沉积铜微结构的制备方法，其特征在于在步骤4)中，工作电极的引线为金丝。