[发明专利]抗反射结构及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种半导体结构及其制造方法，且特别是涉及一种抗反射结构及其制造方法。

【背景技术】

抗反射(antireflective或anti-reflection，AR)结构是一种应用在各种光学装置表面的结构，其目的是要降低反射，以提升光的利用效率。前述光学装置的涵盖范围相当广泛，自眼镜镜片、望远镜镜片等光学透镜至太阳能电池等光电转换装置都可能需要抗反射结构。

降低玻璃反射率一直是研发的重要课题。在太阳能电池模组玻璃上，若可降低反射率3％，其模组输出功率则可直接提升将近3％。在显示屏幕上，若可降低其覆盖玻璃的反射率，更可直接提升视觉观看品质。然而，降低反射率的方法不外乎是于玻璃表面上镀制一层低折射率膜层，或是利用纳米结构形成低等效折射率薄层。此外，抗反射结构在所有的产品应用都是处于最外层，因此结构的硬度、强度与化学稳定性也相当重要，现有的氟氧化硅薄膜通过本发明的金属掺杂与调控将可大幅提升其性能。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提出一种抗反射结构及其制造方法，可以制备出具有低折射率、高硬度与高化学稳定性的渐变膜。

本发明提供一种抗反射结构，其包括基板以及渐变膜。渐变膜具有金属掺杂的氟氧化硅且配置于基板上。渐变膜的硅：金属原子比自渐变膜的表面往基板逐渐降低。渐变膜的硅：金属原子比为大于约1：1至小于约10：1。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜的硅：金属原子比为约1.1：1至8：1。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜呈非晶态。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜的孔隙率低于约20％。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜的铅笔硬度为约3H或更高。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜的厚度为约20纳米至300纳米。

在本发明的一实施例中，上述抗反射结构于633纳米的波长的等效折射率为约1.45或更低。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜的氟：金属原子比自渐变膜的表面往基板逐渐降低。

在本发明的一实施例中，上述基板的材料包括玻璃。

在本发明的一实施例中，上述金属包括IA族金属、IIA族金属、IIIA族金属或其组合。

本发明另提出一种抗反射结构的制造方法。所述方法包括：形成金属盐类、氢氟酸及氟离子稳定剂的第一溶液；形成含有机硅的第二溶液；将第一溶液与第二溶液混合并涂布于基板上，干燥后形成分层膜；以及对分层膜进行退火，以形成具有金属掺杂的氟氧化硅的渐变膜。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜的硅：金属原子比自渐变膜的表面往基板逐渐降低，且渐变膜的硅：金属原子比为大于约1：1至小于约10：1。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜的金属浓度自渐变膜的表面往基板逐渐降低，且渐变膜的硅：金属原子比为约1.1：1至8：1的范围内。

在本发明的一实施例中，上述金属盐类包括IA族金属、IIA族金属、IIIA族金属或其组合的盐类化合物。

在本发明的一实施例中，上述氟离子稳定剂包括四氟化物、六氟化物或可形成四氟化物、六氟化物的盐类或是酸类。

在本发明的一实施例中，上述有机硅的结构为Si(OR)₄，且R包括碳数为1～4的直链或支链烷基。

在本发明的一实施例中，上述退火的处理温度为50℃至400℃。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜呈非晶态。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜的孔隙率低于约20％。

在本发明的一实施例中，上述渐变膜的氟：金属原子比自渐变膜的表面往基板逐渐降低。

基于上述，本发明利用简单的一次涂布即可达成渐变折射率结构，形成硬度为3H以上、折射率为1.45以下、孔隙率为20％以下的非晶态薄膜。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特列举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

【附图说明】

图1是依照本发明一实施例所绘示的一种抗反射结构的制造方法的流程图。

图2A至2B是依照本发明一实施例的一种抗反射结构的制造方法的剖面示意图。

图3是本发明实例1及比较实例1的抗反射膜混和溶液在不同放置时间后，经喷涂成膜的硬度变化曲线图。

图4A是本发明实例1的抗反射结构的XPS元素纵深分布(XPS depth profile)图。

图4B是本发明实例1的抗反射结构的深度vs.Si/Mg原子比例的变化趋势图。