[發明專利]一種具有納米結構表面的硅材料及其制作方法

無效

• 申請號: 201110302908.4
• 申請日: 2011-10-09
• 公開（公告）號: CN103030096A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 伊福廷
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種具有納米結構表面的硅材料，其特征在于，包括：

具有一定厚度的硅片；以及

刻蝕該硅片表面而形成的柱狀硅納米結構。

2.根據權利要求1所述的具有納米結構表面的硅材料，其特征在于，所述柱狀硅納米結構由直徑不等的硅圓柱構成。

3.根據權利要求2所述的具有納米結構表面的硅材料，其特征在于，所述硅圓柱位置無序的分布在所述硅片表面，且高度相同，高度為50-5000納米。

4.根據權利要求1所述的具有納米結構表面的硅材料，其特征在于，所述硅片的厚度為0.1-2毫米，其表面為拋光面、毛面或有結構面。

5.一種具有納米結構表面的硅材料的制作方法，其特征在于，包括：

在硅片表面進行真空氯化銫鍍膜，并利用氯化銫納米島光刻技術在硅片表面形成氯化銫納米島結構；

利用反應離子刻蝕將氯化銫納米島結構轉移到硅片表面，在硅片表面形成柱狀硅納米結構；

去掉柱狀硅納米結構頂部的氯化銫，形成具有納米結構表面的硅材料。

6.根據權利要求5所述的具有納米結構表面的硅材料的制作方法，其特征在于，所述在硅片表面進行真空氯化銫鍍膜，并利用氯化銫納米島光刻技術在硅片表面形成氯化銫納米島結構，包括：

將硅片清洗干凈后放入真空鍍膜腔體內，在硅片表面蒸發氯化銫薄膜，膜厚100-5000埃；氯化銫薄膜鍍完后，向真空鍍膜腔體內通入一定濕度的氣體，相對濕度為10％-70％，顯影氯化銫薄膜，氯化銫在濕度氣體作用下發生團聚，在硅片表面形成多個類似水滴的氯化銫納米島結構，直徑大小不一，范圍在20-1500納米內，位置分布沒有規律。

7.根據權利要求6所述的具有納米結構表面的硅材料的制作方法，其特征在于，所述氯化銫納米島結構是通過自組裝獲得，生長出的氯化銫納米島直徑不相同，直徑尺寸符合高斯分布。

8.根據權利要求6所述的具有納米結構表面的硅材料的制作方法，其特征在于，所述利用反應離子刻蝕將氯化銫納米島結構轉移到硅片表面，在硅片表面形成柱狀硅納米結構，包括：

以團聚的氯化銫納米島結構為掩模，利用反應離子刻蝕工藝刻蝕硅片，從而將氯化銫納米島結構轉移到硅片表面上，在硅片表面形成柱狀硅納米結構。

9.根據權利要求8所述的具有納米結構表面的硅材料的制作方法，其特征在于，所述反應離子刻蝕工藝是通過F離子與硅反應而將硅刻蝕掉，同時不會與氯化銫反應，使氯化銫納米島結構下的硅得到保護，而沒有氯化銫納米島結構覆蓋的硅將被刻蝕掉一定厚度，實現氯化銫納米島結構的圖形轉移；其中反應離子刻蝕工藝利用C₄F₈為刻蝕氣體，工作壓強4Pa，刻蝕功率100瓦，刻蝕時間5分鐘，形成的柱狀硅納米結構的高度為50-5000納米。

10.根據權利要求5所述的具有納米結構表面的硅材料的制作方法，其特征在于，所述去掉柱狀硅納米結構頂部的氯化銫，是通過將氯化銫納米島結構圖形轉移后的硅片放入水中實現的。