[发明专利]一种大面积制作纳米图形的方法

说明书

技术领域

本发明涉及于微纳米电子制造技术领域，尤其涉及半导体材料，具体涉及一种纳米图形的制作方法。

背景技术

具有大面积的功能性表面纳米图形结构和纳米图形结构图层能够极大的提高产品性能并改进产品品质，具有非常广泛和巨大的商业化应用前景。在玻璃表面或其上的透明图层上制作出蛾眼结构或者纳米锥结构，玻璃则具有优良的抗反射、自洁净、抗眩光、抗雾、高透明等性能，这些高性能玻璃可以广泛应用于高层建筑玻璃幕墙和汽车前挡风玻璃、太阳能电池板、平面显示、光学器件等众多行业；例如在触屏设备，在玻璃上采用这种纳米结构不仅可以有效消除反射，增加对比度，得到清晰的画面，而且其具有的自洁功能还能有效抵挡汗渍沾污。同样在LED行业中的衬底和LED芯片结构中增加制作纳米图形结构和纳米图形结构图层可以极大提高LED的出光效率；例如在蓝宝石衬底上制作纳米锥图形结构的衬底，在其上面制作氮化镓基的LED可以增加40%以上的出光效率。

然而，现有的各种微纳米制作技术（如光学光刻、激光干涉光刻、全息光刻、纳米压印技术等），对晶圆的尺寸和平整度要求苛刻，同时还面临设备成本高，生产效率低，生产工艺不稳定等挑战性的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米图形的制作方法，可以实现大面积、低成本和工业化的纳米图形制作。

    为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种大面积制作纳米图形的方法，包括以下步骤：

    S10：取一模板;

S20：制作掩膜层：在模板上生长一层保护的掩膜层，掩膜层包括SiO2或SiNx;

S30：制作纳米图形层：利用电子束蒸发或离子束蒸发，在设有一层掩膜层的模板上镀上一层Ag、Ni或ITO纳米图形层;

S40：制作纳米掩膜层：利用纳米图形层保护对掩膜层进行湿法腐蚀或干法刻蚀，在掩膜层上制得纳米掩膜图形;

S50：制作纳米图形：利用纳米图形层和纳米掩膜层保护对模板进行干法或湿法刻蚀，在模板上制作纳米图形;

S60：清洗：除去多余的纳米图形层和纳米掩膜层，得到表面具有纳米图形结构和纳米结构图层的模板。

优选方式为，在上述步骤30和上步骤40之间还包括步骤S35，利用高温退火炉对模板上的纳米图形层进行退火处理，使纳米图形层的图形的尺寸和形状均匀。

优选方式为，上述步骤S40中，对所述纳米图形层进行退火处理是在空气环境中进行，退火高温范围为300～550℃。

    优选方式为，所述模板选用蓝宝石平片，在所述蓝宝石平片上大面积制作纳米图形的方法，对应的步骤为：

上述步骤S20中，在蓝宝石平片上使用含5%SiH4的SiH4/N2混合气和N2O气体利用等离子增强气相化学沉积沉积一层2000-5000nm的SiO2掩膜层；

上述步骤S30中，利用电子束蒸发一层纳米Ag结构图层，纳米结构图层尺寸为300-800nm的纳米Ag颗粒；

    上述步骤S40中，在空气气氛下退火温度为300-450℃的条件下，对纳米Ag颗粒进行退火，使得纳米Ag颗粒大小均匀；

    上述步骤S40中，利用BOE溶液，BOE溶液为浓度比为1：6的HF/NH4F混合溶液；在纳米Ag结构图层的保护下对SiO2掩膜层进行湿法腐蚀，得到具有纳米结构的SiO2掩膜层；

    上述步骤S50中，利用BCl3气体在纳米Ag结构图层和SiO2掩膜层的保护下，采用等离子刻蚀设备对蓝宝石进行刻蚀；

上述步骤S60中，利用BOE溶液除去多余的纳米Ag结构图层和SiO2掩膜层即可得到具有纳米结构和纳米结构图层的蓝宝石衬底。

    优选方式为，上述步骤S10中，所述模板的材料可为蓝宝石衬底、芯片、单晶硅或玻璃。

    优选方式为，上述步骤S20中，采用等离子增强气相化学沉积或电子束蒸镀的方法制备所述掩膜层。

    优选方式为，所述步骤S40中，所述掩膜层的腐蚀使用BOE溶液湿法腐蚀或使用CF4气体干法刻蚀。