双氧水在铜纳米粒子催化刻蚀n型单晶硅中的影响研究

• 作者: 洪世豪 郑达敏 马亮 李绍元 陈秀华 马文会
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 铜纳米颗粒 刻蚀速率 反射率 倒金字塔 铜催化化学刻蚀
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 表面功能化|Surface Functionalization
• 页码范围: 257-264
• 页数: 8页
• 分类号: TM914.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.01.027

摘要

目的 在反应速率温和的前提下,在n型单晶硅片表面制备低反射率的纳米倒金字塔绒面,研究H2O2浓度对铜纳米颗粒的沉积及刻蚀行为的影响.方法 利用铜纳米粒子催化刻蚀方法对金刚线切割n型单晶硅进行表面织构化处理,利用扫描电子显微镜观察制绒后硅片表面微观形貌,利用紫外-可见分光光度计测试并计算硅片表面反射率,并分析铜催化刻蚀形貌和刻蚀速率随温度、H2O2浓度的变化情况,讨论铜催化刻蚀过程中倒金字塔的形成机理以及H2O2浓度对硅片表面刻蚀形貌的影响规律.结果 双氧水浓度通过控制铜纳米颗粒在硅片表面的沉积-氧化平衡,来影响铜颗粒的沉积状态,并最终影响刻蚀过程.随着H2O2浓度的提高,刻蚀速率先升高、后降低,最后趋于平稳.同时,刻蚀过程将产生四个阶段的结构演化.结论 H2O2在铜催化化学刻蚀过程中起着重要作用,调节H2O2浓度可控制铜纳米颗粒的沉积-氧化平衡,进而在硅片表面形成形貌均匀且反射率低的倒金字塔结构.40℃下,H2O2浓度为1.6 mol/L时,可在金刚线切割n型单晶硅片上成功制备出均匀的倒金字塔结构,表面反射率降低至6.4％,且反应速率温和(0.23μm/min),硅片减薄量低(3.5μm).