[发明专利]一种在单晶硅衬底上制备金字塔阵列的方法

摘要

本发明涉及一种在单晶硅衬底上制备金字塔阵列的方法，属于光伏和半导体器件制造技术领域。首先在单晶硅片表面覆盖周期排布的微球，并在微球的玻璃转化温度点附近进行退火；在氧气氛围下，经感应耦合等离子体刻蚀后，得到分离排布的微球阵列；采用物理气相沉积方法在单晶硅片上均匀沉积金属钛薄膜；将带有掩膜的硅片放入含有表面活性剂的碱性溶液中腐蚀，得到有序排布的金字塔阵列。本发明方法流程简单，制备周期短，工艺成熟；通过选取和微调制备模版的方法，可以得到正金字塔阵列、倒金字塔阵列和正倒金字塔组合阵列三种结构。在光伏、磁存储器件、纳米光电器件、纳米传感器、以及表面拉曼增强和表面等离子效应的等领域有着广泛的应用价值。

主权项

一种在单晶硅衬底上制备正金字塔阵列的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）采用垂直提拉法在单晶硅片衬底上排布一层六角密排分布的聚苯乙烯胶体微球，提拉速度为0.5‑3微米/秒，将带有微球的单晶硅片放在空气中自然干燥1小时，然后进行快热退火，退火温度为110‑130℃，退火时长为1‑3分钟；（2）采用感应耦合等离子体刻蚀方法，在通入氧气的氛围下，对微球进行刻蚀，使单晶硅片表面密排的微球彼此分离，刻蚀的功率为100‑250瓦，刻蚀时间为1‑3分钟；（3）将步骤（2）的带有分离微球的单晶硅片放入甲苯溶液中，浸泡2‑5秒，使单晶硅片表面彼此分离微球的体积缩小，样品从甲苯溶液中取出后，用氮气吹干，然后用去离子水冲洗干净，单晶硅片表面形成一个点状分布的微球阵列掩膜；（4）将步骤（3）的带有点状分布微球阵列掩膜的单晶硅片垂直插入含有异丙醇的氢氧化钠水溶液中，在水浴温度为60℃的环境中，腐蚀1‑12分钟，所述的水溶液中，氢氧化钠的质量百分比浓度为15%‑20%，异丙醇的质量百分比浓度为10%‑20%；（5）将步骤（4）得到的单晶硅片放入甲苯溶液中，在超声波作用下，保持3‑5分钟，使单晶硅片表面的微球去除，用去离子水清洗干净，得到具有正金字塔阵列的单晶硅片。