[发明专利]一种制备蛾眼减反结构的方法

说明书

本发明公开了一种制备蛾眼减反结构的工艺方法。方法包括：在原始硅模具的表面制备纳米柱阵列；具有纳米柱阵列的PDMS软模板的制备；在基片上制备第一金属层；在第一金属层上制备图形转移层，将PDMS软模板图形复制转移到图形转移层的表面，并得到若干个纳米柱；纳米柱阵列结构表面修饰；半球形曲面掩膜的刻蚀和成蛾眼减反结构的刻蚀。本发明通过纳米压印将纳米圆柱结构转移到基片表面并转化加工得到弧形曲面掩膜，最终在基片刻蚀得到蛾眼减反结构，避免了电子束/光学光刻—刻蚀、自组装法等制备蛾眼减反结构慢、昂贵、工艺复杂，自组装法不可控、不能大面积批量制备的技术缺点，以较低的成本实现了蛾眼减反结构高效、可控、批量的制备。

技术领域

本发明涉及微纳结构制备领域，具体是涉及一种制备蛾眼减反结构的方法。

背景技术

飞蛾眼表面由尺度小于可见光波长的六角形有序排列的微纳结构阵列构成，使得光波无法辨认出该微纳结构，其结构层可等效为折射率沿深度方向呈连续梯度变化的渐变折射率膜层，可减少折射率极具变化所造成的反射现象，对光具有极低的反射系数，同时仿生蛾眼抗反射微纳结构结构稳定性好、在宽入射角和宽谱段等抗反增透的特点，在大视场内可以实现很低的反射率。所以其在光伏器件、光学元件等领域有着广泛重要的应用。

传统方法是通过单层膜法或者是多层膜法在元件表面制作光学薄膜(镀一层具有减反性质的材料形成的减反层)实现减反效果，但是单层膜法只能针对特定波长，可选膜材料极为有限；多层法存在膜层与膜层之间组分渗透扩散、热膨胀系数不同造成热胀失配和冷凝分层的问题，效果并不理想，且工艺复杂难以控制，成本高昂。

目前，常用的制备蛾眼减反结构的方法分为两类，一类是自上而下的方法，如传统光学光刻+刻蚀，但是其不能制备线宽小于1um的蛾眼结构，而电子束光刻+刻蚀，虽然可以获得分辨率高、减反效果佳的蛾眼结构，但是其效率低、成本高。另一类自下而上的方法，如自组装法、溶胶凝胶法等，该类方法可控性差，无法进行大面积的制备，且对材料有一定的限制和要求。

因此，需要一种新的工艺方法，能够可控、高效、批量的制备结构稳定的蛾眼减反结构。

发明内容

为了解决背景技术的不足，本发明旨在提出一种制备蛾眼减反结构的方法，以实现低成本下对仿生蛾眼减反结构高效、可控、批量的制备。

本发明所采取的技术原理是：本发明的蛾眼减反结构的制作方法为间接法，是通过纳米压印把圆柱纳米结构转移到基片表面后通过此工艺方法最终在基片上形成蛾眼减反结构，是将纳米柱转化为减反纳米结构的过程。

本发明的技术方案如下：

本发明包括以下具体步骤：

步骤1，原始硅模具及PDMS软模板制备工序：

采用电子束直写+ICP刻蚀的方法在硅基片的表面制备纳米柱阵列，得到具有纳米柱阵列的原始硅模具，然后，通过具有纳米柱阵列的原始硅模具制备获得具有纳米柱阵列的PDMS软模板；

步骤2，金属层形成工序：

通过溅射、蒸镀、沉积或电镀工艺在基片上表面制备一层第一金属层；

步骤3，纳米柱阵列复制转移制备工序：

在第一金属层的表面制备一层图形转移层，通过纳米压印将PDMS软模板具有的纳米柱阵列复制转移到图形转移层的表面，在第一金属层的上表面得到具有纳米柱阵列的图形转移层，并使得图形转移层的表面形成纳米柱结构阵列；各个圆柱尺寸为纳米级别；

步骤4，纳米柱阵列结构表面修饰工序：

在纳米柱阵列结构中每个纳米柱的上表面以及相邻纳米柱之间的第一金属层的上表面均制备呈半球形曲面的致密、弧度均匀的纳米颗粒层；

步骤5，刻蚀工序：