[发明专利]在衬底表面特别是光学元件上的锥形纳米结构、其制造方法及其用途

权利要求书

1.用于在衬底表面上制造锥形纳米结构的方法，包括

a)提供用纳米颗粒覆盖的衬底表面；

b)对用纳米颗粒覆盖的衬底表面以至少100nm的深度进行蚀刻，其中纳米颗粒发挥蚀刻掩膜的作用，并调节蚀刻参数以在纳米颗粒下方形成双曲结构；

c)通过施加机械力在最小直径的区域内断开双曲结构，其中留在衬底表面上的结构具有锥形的形状，其基本上对应于单层双曲结构的一半。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤c)中机械力是通过超声波处理、振动作用、气动力或通过摩擦施加的。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述蚀刻包括利用选自以下组中的蚀刻剂进行的处理：氯、气态氯化合物、氟代烃、氟化碳、氧、氩、SF₆及其混合物。

4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于，所述蚀刻包括利用相同蚀刻剂和/或利用不同蚀刻剂进行的多次处理。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述蚀刻包括利用Ar/SF₆/O₂的混合物作为蚀刻剂进行的至少一次处理和利用Ar/CHF₃的混合物作为蚀刻剂进行的至少一次处理。

6.根据权利要求1至5之一的方法，其特征在于，实施蚀刻处理经历的时间段在1分钟至30分钟的范围内。

7.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于，所述纳米颗粒具有预先规定的二维几何排列方式。

8.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于，所述衬底表面的材料选自：石英玻璃、SiO₂、Si、Al₂O₃、CaF₂、GaAs。

9.根据权利要求1至8之一的方法，其特征在于，所述纳米颗粒的材料包括金属或金属氧化物或由其组成。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述纳米颗粒的金属或金属成分选自：Au、Pt、Pd、Ag、In、Fe、Zr、Al、Co、Ni、Ga、Sn、Zn、Ti、Si和Ge、其混合物和复合物。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于，所述纳米颗粒是金纳米颗粒。

12.根据权利要求1至11之一的方法，其特征在于，所述纳米颗粒是通过胶束纳米刻蚀技术施加在所述衬底表面上的。

13.根据权利要求1至12之一的方法，其特征在于，所述衬底表面是光学元件的表面，所产生的锥形纳米结构在光学元件上形成减少反射的表面结构。

14.衬底表面，包括锥形纳米结构，其形状基本上对应于单层双曲结构的一半，其中所述锥形纳米结构的材料不是硅。

15.光学元件，具有抗反射的表面结构，包括锥形纳米结构，其形状基本上对应于单层双曲结构的一半，其中所述锥形纳米结构的材料不是硅。

16.根据权利要求15的光学元件，其具有大于95％的透射率。

17.根据权利要求14的衬底表面或根据权利要求15的光学元件，其特征在于，所述锥形纳米结构具有预先规定的二维几何排列方式，特别是六边形排列方式。

18.根据权利要求14至17之一的衬底表面或光学元件，其特征在于，所述衬底表面的材料选自：石英玻璃、SiO₂、Al₂O₃、CaF₂、GaAs。

19.根据权利要求14的衬底表面或根据权利要求15的光学元件在半导体技术、光学、传感器技术和光伏领域中的用途。

20.根据权利要求19的用途，其是用于光学装置、传感器，特别是CCD传感器和太阳能电池中。