本发明涉及微纳米表面领域,具体涉及的是一种晶圆级纳米草的制备方法。
背景技术:
1、材料表面的形貌和成分带来了众多性质,比如抗反射性、抗菌性、浸润性和粘附性等,被广泛应用于仿生领域。纳米草是一种牧草形状的微纳米结构,通常为双层,由于形貌和成分的可调性,其在光伏等领域有广阔的潜在应用。
技术实现思路
1、鉴于上述背景,本发明提出了一种晶圆级纳米草的制备方法。其采用等离子体刻蚀,步骤简单且具有晶圆级制备的优点。
2、本发明提案了以下晶圆级纳米草的制备方法,主要步骤为:
3、步骤一,对晶圆表面进行清洗;
4、步骤二,将晶圆放入等离子体刻蚀设备中;
5、步骤三,在晶圆上方放入易于溅射的材料用于产生非挥发性溅射颗粒的沉积;
6、步骤四,设置刻蚀设备的参数,选定能产生各向异性刻蚀轮廓的气体,施加功率产生等离子体,刻蚀晶圆产生纳米草。
7、对以上方法补充说明以下:
8、晶圆的清洗可采用包括等离子体清洗在内的诸多方法。在等离子体刻蚀设备中,选定气体通入,施加功率后,整个刻蚀腔体会产生等离子体,等离子体包含大量的电子、离子和自由基等。同时,在等离子体和金属接触时会在表面形成一个局部电场的区域,被称为鞘层。鞘层会沿着下极板、晶圆、溅射材料的表面形成。离子由于带电在鞘层中会被加速从而获得能量,垂直轰击晶圆表面,这是等离子体刻蚀产生各向异性结果的原因之一。同时,电极板、溅射材料等也会被离子轰击,当离子能量超过溅射阈值时,可以产生溅射颗粒。当产生的溅射颗粒为非挥发性颗粒时,会沉积于晶圆表面作为微掩膜,局部阻碍刻蚀的进行,进而产生纳米草等微纳米结构。
9、对以上方法进一步提出以下要求:
10、所述晶圆包括硅、锗、化合物半导体、外延层、石英、玻璃、氮化铝陶瓷、蓝宝石、云母的任一种。
11、对以上方法补充说明以下:
12、上述晶圆材料可以根据实际需要进行选取,但各种晶圆所需的刻蚀条件需要相应的调整。
13、对以上方法进一步提出以下要求:
14、所述易于溅射的材料包括铝与氧化铝的任一种,且形式为铝网与铝片的任一种。
15、对以上方法补充说明以下:
16、铝的溅射阈值13ev较低,极易在离子轰击下产生非挥发性溅射颗粒,且溅射颗粒难以去除,是作为微掩膜的优质材料。另外,选用价格低廉的铝网、铝片置于晶圆上方,可以大面积均匀地产生溅射颗粒,进而制备均匀的纳米草晶圆。
17、对以上方法进一步提出以下要求:
18、所述气体包含刻蚀气体与钝化气体两种气体,且所述刻蚀气体为sf6、cf4、chf3、ch2f2、ch3f、cbr4、nf3、s2f2、f2、cl2、br2、cbr4、ch4中的一种或者多种,所述钝化气体为o2、h2、n2、ar、chf3、c4f8、c2f6、c3f8、c4f8、c5f8、c3f6、c4f6中的一种或者多种。
19、对以上方法补充说明以下:
20、各向异性的刻蚀条件是微掩膜发展为纳米草的关键,各向异性程度通常用刻蚀轮廓的侧壁角表示,侧壁角至少要大于70度,且侧壁角越大,纳米草的现象越明显。
21、本发明的有益效果是:
22、1)本发明方法可以在晶圆上大面积均匀制备高度、密度、成分可控的纳米草结构;
23、2)所制备的纳米草结构具有优秀抗反射和增强吸收性能,可以应用于光伏领域;
24、3)所制备的纳米草结构可以抵挡住高压氮气的吹扫,稳定性强;
25、4)本发明方法操作简单,成本低廉。
1.一种晶圆级纳米草的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的一种晶圆级纳米草的制备方法,其特征在于:所述晶圆包括硅、锗、化合物半导体、外延层、石英、玻璃、氮化铝陶瓷、蓝宝石、云母的任一种。
3.如权利要求1所述的一种晶圆级纳米草的制备方法,其特征在于:所述易于溅射的材料包括铝与氧化铝的任一种,且形式为铝网与铝片的任一种。
4.如权利要求1所述的一种晶圆级纳米草的制备方法,其特征在于:所述气体包含刻蚀气体与钝化气体两种气体,且所述刻蚀气体为sf6、cf4、chf3、ch2f2、ch3f、cbr4、nf3、s2f2、f2、cl2、br2、cbr4、ch4中的一种或者多种,所述钝化气体为o2、h2、n2、ar、chf3、c4f8、c2f6、c3f8、c4f8、c5f8、c3f6、c4f6中的一种或者多种。
