[發(fā)明專利]一種方形硅納米孔洞及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110051278.8
• 申請(qǐng)日: 2011-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102157621A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張迎九;蔡永梅;王曉霞;汪素蘭;要峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/0352;B82Y40/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 徐皂蘭

1.一種方形硅納米孔洞的制備方法，其特征在于：采用金屬催化腐蝕與硅的濕法刻蝕技術(shù)相結(jié)合的方法，制備出方形硅納米孔洞結(jié)構(gòu)；其制備的步驟為：（1）在單晶硅片表面沉積5-200nm的金屬膜；（2）將沉積有金屬膜的硅片進(jìn)行熱處理，獲得具有特定形貌的金屬納米顆粒；（3）對(duì)退火后的硅片進(jìn)行腐蝕，形成方形硅納米孔洞。

2.如權(quán)利要求1所述的一種方形硅納米孔洞的制備方法，其特征在于：其中步驟（1）中的所述的在硅片表面沉積金屬膜是通過(guò)真空蒸鍍方法在硅片表面沉積厚度約10納米的銀膜；其中步驟（2）中的所述將鍍有銀膜的硅片進(jìn)行熱處理的條件為，通入氬氣作為保護(hù)氣體，流量為95sccm，退火溫度為300℃，升溫速度為10℃/min，保溫時(shí)間為30～180分鐘；其中步驟（3）中腐蝕硅片的腐蝕液為氫氟酸、雙氧水，氫氟酸濃度為2～6mol/L，雙氧水濃度為0.2～0.6?mol/L，反應(yīng)溫度為20～70℃，腐蝕時(shí)間為30～120分鐘。

3.如權(quán)利要求2所述的一種方形硅納米孔洞的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中的銀膜厚度為10納米；步驟（2）中將鍍有銀膜的硅片進(jìn)行熱處理的條件為，通入氬氣作為保護(hù)氣體，流量為95sccm，退火溫度為300℃，升溫速度為10℃/min，保溫時(shí)間為30～180分鐘。

4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種方形硅納米孔洞的制備方法，其特征在于：所述的硅的濕法刻蝕技術(shù)所使用的刻蝕液為：氫氟酸濃度：2～6mol/L，雙氧水濃度：0.2～0.6mol/L，刻蝕的溫度在室溫到90℃，刻蝕時(shí)間1分鐘到1天。

5.如權(quán)利要求4所述的一種方形硅納米孔洞的制備方法，其特征在于：金屬催化劑為貴金屬、過(guò)渡族金屬，以及貴金屬、過(guò)渡族金屬的合金；所述的金屬催化劑是通過(guò)相應(yīng)的金屬鹽直接加入到刻蝕液之中，或通過(guò)化學(xué)方法或物理氣相沉積方法沉積到Si材料表面。

6.如權(quán)利要求5所述的一種方形硅納米孔洞的制備方法，其特征在于：通過(guò)化學(xué)方法將金屬催化劑沉積到Si材料表面，將Si片浸入含有氫氟酸2-5?mol/L，0.01-0.02?mol/L的AgNO₃溶液中，浸泡時(shí)間為1-100秒。

7.一種方形硅納米孔洞，其特征在于：所述的方形硅納米孔洞邊長(zhǎng)的大小為從10納米到10微米，準(zhǔn)方形孔洞深度從20納米到2毫米。

8.如權(quán)利要求7所述的一種方形硅納米孔洞，其特征在于：所述的方形硅納米孔洞邊長(zhǎng)的大小為280～420納米，方形孔洞深度為20～200微米；或所述的方形硅納米孔洞邊長(zhǎng)的大小為50～190納米，方形孔洞深度為5～80微米。

9.如權(quán)利要求7或8所述的一種方形硅納米孔洞，其特征在于：所述的方形硅納米孔洞結(jié)構(gòu)作為電池絨面，其反射率降至2～3%。

10.1如權(quán)利要求7或8所述的一種方形硅納米孔洞，其特征在于：在所述的方形硅納米孔洞內(nèi)部或硅片表面沉積半導(dǎo)體化合物，獲得具有Si納米孔洞的新型Si/半導(dǎo)體的太陽(yáng)能電池；或?qū)⑺龅姆叫喂杓{米孔洞作為模板，在納米孔洞內(nèi)部沉積金屬、無(wú)機(jī)物、有機(jī)物及其復(fù)合材料，獲得具有方形結(jié)構(gòu)的納米線/納米管；或?qū)⑺龅牡姆叫喂杓{米孔洞襯底表面沉積金屬銀或金顆粒或薄膜，作為表面增強(qiáng)拉曼光譜基底。