[發明專利]一種基于LSP效應制備“彈坑狀”多孔硅結構的方法

有效

• 申請號: 201310182159.5
• 申請日: 2013-05-16
• 公開（公告）號: CN103258718A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 李美成;丁瑞強;戴菡;李曉丹
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

1.一種基于LSP效應制備“彈坑狀”多孔硅結構的方法，其特征在于：采用完備硅片清洗工藝，保證了得到表面清潔的單晶硅片；然后利用濺射-氮氣氛退火工藝在硅片表面覆蓋一層不連續的Ag納米顆粒，最后用激光照射酸刻蝕過程的方法來實現硅表面“彈坑狀”多孔硅結構制備的目的，其具體步驟如下：

a.硅片清洗：將單晶硅片浸泡在丙酮溶液中超聲清洗10～20min，除去硅片表面的有機污染物，然后用去離子水超聲清洗3次，每次10～20min；清洗后的硅片放在CP4A洗液中浸泡2～3min，去除硅片表面的劃傷；然后放入濃度為6～7mol/L的氫氟酸溶液中浸泡2～3min，除去氧化層；最后再用去離子水超聲清洗3次，每次10～20min，清洗完后氮氣吹干，所述CP4A洗液是由質量分數為40%的HF、質量分數為60%～70%的HNO₃、CH₃COOH、H₂O組成的混合溶液，其中質量分數為40%的HF、質量分數為60%～70%的HNO₃、CH₃COOH、H₂O的體積比為3:5:3:22；

b.在濺射電流為5～35mA、濺射時間為5～40s的條件下，利用高分辨磁控離子濺射在已清洗好的硅表面鍍一層Ag薄膜；

c.退火：在氮氣氛環境下，壓強為2～5MPa的條件下，在300～450℃溫度下退火3～4h，在樣品表面形成一層不連續的Ag納米顆粒；

d.激光照射Ag納米顆粒輔助酸刻蝕過程：在室溫25℃條件下，把通過步驟c處理好的硅片浸泡在由質量分數為40%的HF、H₂O₂和H₂O組成的刻蝕液中，其中質量分數為40%的HF、H₂O₂和H₂O的體積比為1:5:10，用波長為380～500nm，功率為5～15mW的激光照射刻蝕50～70秒，最終在光照區域內的硅表面獲得“彈坑狀”多孔硅結構。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟a中單晶硅片為單面拋光的P(111)單晶硅片，其電阻率為1～3Ω·cm。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟b中濺射電流為10～25mA，濺射時間為10～30s。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟c中所得到的激發LSP效應的Ag納米顆粒直徑為40～200nm。

5.一種“彈坑狀”多孔硅結構，其特征在于：所述多孔硅結構是基于LSP效應，并通過權利要求1～4任意一項權利要求所述的方法制備得到的。