[發(fā)明專利]表面具有超疏水性納米硅線陣列的單晶硅片及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010177182.1
• 申請(qǐng)日: 2010-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN101845661A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪鵬飛;周延彪;劉衛(wèi)敏;張文軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): C25F3/12
• 分類號(hào): C25F3/12;C23C14/35;C23C14/16;B82B1/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

1.一種表面具有納米硅線陣列的單晶硅片，由作為基底的單晶硅片和位于所述單晶硅片表面的納米硅線陣列組成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶硅片，其特征在于：所述單晶硅片為n型或p型單晶硅片，優(yōu)選p型單晶硅片，所述單晶硅片中，摻雜有下述元素中的至少一種：硼和磷，所述單晶硅片的電阻率小于100Ωcm，優(yōu)選10～30Ωcm，厚度均小于2mm，優(yōu)選0.5mm；

所述單晶納米硅線的直徑為20～120nm，長度為1～15μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單晶硅片，其特征在于：所述表面具有納米硅線陣列的單晶硅片是按照權(quán)利要求4～9所述方法制備而得。

4.一種制備權(quán)利要求1～3任一所述表面具有納米硅線陣列的單晶硅片的方法，包括如下步驟：

1)將單晶硅片超聲清洗，干燥后在所述單晶硅片表面制備金納米顆粒薄膜層，得到表面覆蓋金納米顆粒薄膜層的單晶硅片；

2)以所述步驟1)制備得到的表面覆蓋金納米顆粒薄膜層的單晶硅片的表面為陽極，以惰性電極為陰極，由乙醇、氫氟酸水溶液和過氧化氫水溶液組成的混合液為電解液，通電進(jìn)行電解反應(yīng)，反應(yīng)完畢后依次對(duì)硅片進(jìn)行清洗和吹干，在與所述電解液接觸的單晶硅片表面得到所述表面具有納米硅線陣列的單晶硅片。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：所述步驟1)中，所述金納米顆粒薄膜層的厚度為7～15nm，優(yōu)選9～13nm，所述金納米顆粒的粒徑為2～8nm，優(yōu)選5nm；

所述步驟2)中，所述電解液是乙醇、質(zhì)量百分濃度為48％的HF水溶液和質(zhì)量百分濃度為37％的H₂O₂水溶液組成的混合液，所述乙醇、氫氟酸水溶液和過氧化氫水溶液的體積比為(8～10)∶(5～7)∶(1～2)，優(yōu)選9∶6∶2；

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于：所述步驟1)超聲清洗步驟中，超聲功率為100～500W，優(yōu)選200W，時(shí)間為3～10分鐘，優(yōu)選5分鐘，所用清洗溶劑分別為丙酮和高純水；所述干燥步驟中，所用氣體為氮?dú)饣驓鍤猓?/p>

所述步驟2)電解反應(yīng)步驟中，硅片表面電流密度為5～70mA/cm²，優(yōu)選10mA/cm²，時(shí)間為5～20分鐘，優(yōu)選10分鐘；所述清洗步驟中，所用清洗溶劑分別為乙醇和高純水，所述吹干步驟中，所用氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?/p>

7.根據(jù)權(quán)利要求4～6任一所述的方法，其特征在于：所述步驟1)中，制備所述金納米顆粒薄膜層的方法為磁控濺射法。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述磁控濺射法中濺射電流為7～15mA，優(yōu)選10mA，濺射氣壓為1×10^-3～5×10^-3Pa，優(yōu)選2×10^-3Pa，濺射時(shí)間為35～80s，優(yōu)選45～65s。

9.根據(jù)權(quán)利要求4～8任一所述的方法，其特征在于：所述步驟1)中，所述單晶硅片為n型或p型單晶硅片，優(yōu)選p型單晶硅片，所述單晶硅片中，摻雜有下述元素中的至少一種：硼和磷，優(yōu)選硼，所述單晶硅片的電阻率小于100Ωcm，優(yōu)選10～30Ωcm，厚度均小于2mm，優(yōu)選0.5mm；

所述步驟2)中，所述惰性電極為鉑絲或石墨棒，所述電解反應(yīng)步驟中，構(gòu)成所用電解槽的材料為聚四氟乙烯。

10.權(quán)利要求1～3任一所述表面具有納米硅線陣列的單晶硅片在制備具有自清潔功能的納米半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用。