[发明专利]一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将玻璃基片洗净并进行亲水处理；

(2)在经过步骤(1)处理过的玻璃基片上制备单层密排聚苯乙烯小球阵列，制备方法如下：

a.将聚苯乙烯小球水溶液与无水乙醇以体积比1：(0.8～1.2)混合，并将所得混合溶液超声分散；

b.将玻璃垫片洗净并进行亲水处理，待晾干后置于表面皿中央，向表面皿中加入去离子水直至水面顶端高于玻璃垫片表面但未浸没玻璃垫片；

c.将步骤a中得到的混合溶液，滴加至玻璃垫片上；

d.从表面皿边缘滴入1-2滴十二烷基硫酸钠水溶液，聚苯乙烯小球被推至一侧并密排；然后在具有十二烷基硫酸钠分子的一侧从液面下加入去离子水，使液面升高；然后将玻璃垫片拨至具有十二烷基硫酸钠分子一侧，将经步骤(1)处理后的玻璃基片覆于玻璃垫片上；将玻璃垫片片及其上所覆的玻璃基片一同推至聚苯乙烯小球一侧液面下；

e.从十二烷基硫酸钠分子一侧插入液面以下吸水使液面下降至低于玻璃基片表面；待玻璃基片上的水分完全蒸发后取出，其上即排布有单层密排的聚苯乙烯小球阵列；

(3)利用磁控溅射在排布有单层密排的聚苯乙烯小球的玻璃基底上沉积硅薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中将玻璃基片洗净并进行亲水处理的具体方法为：将玻璃基片依次用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗干净，并浸没于质量分数为98％的H₂SO₄和质量分数为30％的H₂O₂的混合溶液中，其中质量分数为98％的H₂SO₄和质量分数为30％的H₂O₂的体积比为3:1；浸泡8小时后取出，用质量分数为25％的浓氨水、质量分数为30％的H₂O₂和去离子水的混合溶液超声清洗，其中质量分数为25％的浓氨水、质量分数为30％的H₂O₂和去离子水的体积比为1:1:3，之后用去离子水清洗并液封贮存备用。

3.根据权利要求1所述的一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)的步骤a中所述聚苯乙烯小球的直径为200nm～1000nm。

4.根据权利要求1所述的一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)的步骤a中所述聚苯乙烯小球水溶液中聚苯乙烯小球的质量分数为0.3％～0.5％。

5.根据权利要求1所述的一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的步骤b中所述将玻璃垫片洗净并进行亲水处理的具体方法为：将玻璃垫片依次用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗干净，并浸没于质量分数为98％的H₂SO₄和质量分数为30％的H₂O₂的混合溶液中，其中质量分数为98％的H₂SO₄和质量分数为30％的H₂O₂的体积比为3:1；超声1小时进行亲水处理，之后取出置于去离子水中超声清洗干净并晾干。

6.根据权利要求1所述的一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)的步骤d中所述十二烷基硫酸钠水溶液中十二烷基硫酸钠的质量分数为1％～3％。

7.根据权利要求1所述的一种具有柱状分立结构的非晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中磁控溅射的具体方法为：使用磁控溅射镀膜机，以硅作为靶材，固定排布有单层密排的聚苯乙烯小球的玻璃基底，使之与靶材间距为18cm，将磁控溅射镀膜机腔室抽至2×10^-4～3×10^-4Pa的高真空，以流量为20SCCM的氩气作为保护气，在电压350～500V，电流0.06～0.08A的条件下溅射60分钟。