[发明专利]一种金属辅助硅纳米线阵列大面积分层刻蚀和转移方法

摘要

本发明在于公开了一种金属辅助硅纳米线阵列大面积分层刻蚀和转移方法，将经过一次湿法刻蚀后的Si片在空气中加热处理，使硅纳米线阵列底部的Ag纳米颗粒催化剂部分熔化，并有部分Ag纳米颗粒黏附在硅纳米线阵列的侧壁上，再次刻蚀的过程中黏附的Ag纳米颗粒发生横向刻蚀，使得硅纳米线阵列经二次刻蚀反应产生一个整齐的断层，再使用胶带将断层上的硅纳米阵列剥离下来。本发明提供了一种可用于工业化生产的硅纳米线阵列分层刻蚀与转移的方法，可实现本体硅基底材料的充分利用，及柔性硅纳米器件的制作。

主权项

一种金属辅助硅纳米线阵列大面积分层刻蚀和转移方法，其特征在于，湿法刻蚀制备的硅纳米线阵列使用纳米级银颗粒作催化剂，利用Ag纳米颗粒的熔点较低的特点，在空气中加热使得Ag纳米催化剂颗粒发生熔化与收缩，从而使得Ag纳米颗粒部分黏附在硅纳米线阵列侧壁，再次刻蚀中黏附的Ag纳米颗粒趋向横向刻蚀，从而使硅纳米线阵列产生断层，此方法可实现多次分层剂剥离，同时也适用于不同晶向和不同掺杂浓度的单晶硅片，其具体操作过程为：步骤1）此方法适用于不同晶向和不同掺杂浓度的单晶硅片； 具体操作时，选取任意一种晶向和掺杂浓度的单晶硅片，将其切成面积约为1cm×1cm小块后，在室温下依次经过丙酮超声清洗l0min、酒精超声清洗l0min、体积比为V(H2 O2)：V(H2SO4)=1：3清洗液超声清洗l0min，将硅片清洗干净后用氮气吹干备用；步骤2）将清洗干净的硅片浸入HF、AgN03浓度分别为4.6mol/L、0.02mol/L的混合溶液中使硅片表面均匀的镀上一层纳米Ag颗粒层，再用去离子水将基底清洗干净；步骤3）将处理后的硅片置于HF、H2O2溶度分别为4.6mol/L、0.4mol/L的刻蚀液中刻蚀一段时间，形成第一层硅纳米线阵列；步骤4）一次刻蚀后将已有一层硅纳米线阵列的硅片用去离子水洗净吹干，并在空气中150℃恒温加热1h；步骤5）加热后的硅片放入HF/H2O2刻蚀液中进行二次刻蚀，刻蚀时间由希望的第二层阵列的高度决定，但太长的反应时间会导致第一层硅纳米线阵列脱落，因此优化的反应时间为40 min左右；步骤6）刻蚀结束后得到分层的硅纳米线阵列，使用胶纸剥离等方式对硅纳米线阵列逐层剥离处理。