[发明专利]一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法

权利要求书

1.一种铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法，其特征在于具体包括以下步骤：

（1）将金刚石线切割后的硅片进行清洗预处理；

（2）将步骤（1）预处理后的硅片放入含有金属铜盐、氧化剂和刻蚀剂的刻蚀液中，进行铜催化化学刻蚀反应，在硅片表面刻蚀出不同结构的绒面，其中金属铜盐为Cu(NO₃)₂、CuCl₂、CuSO₄中的一种，氧化剂为H₂O₂、HNO₃、H₂CrO₄、FeCl₃溶液中的一种，刻蚀剂为HF，其中正金字塔结构的刻蚀液为 HF-Cu(NO₃)₂-FeCl₃或HF-Cu(NO₃)₂-H₂CrO₄，且刻蚀液中各成分的浓度为HF 0.1 ~10 mol/L，Cu(NO₃)₂ 0.001~0.2 mol/L，FeCl₃或H₂CrO₄ 0.01~2 mol/L，倒金字塔结构的刻蚀液为 HF-Cu(NO₃)₂-H₂O₂，且刻蚀液中各成分的浓度为 HF 0.1~10 mol/L，Cu(NO₃)₂ 0.01~0.4 mol/L，H₂O₂ 0.5~5.0 mol/L，蠕虫状织化表面结构的刻蚀液为 HF-CuCl₂-H₂O₂，且刻蚀液中各成分的浓度为 HF 0.1~10 mol/L，CuCl₂ 0.01~5mol/L, H₂O₂ 0.2~5.0mol/L，凹坑型织化表面结构的刻蚀液为HF-CuSO₄-H₂O₂，且刻蚀液中各成分的浓度为HF 0.1~10mol/L，CuSO₄ 0.01~5 mol/L，H₂O₂ 0.1~5.0 mol/L；

（3）依次用硝酸溶液、氢氟酸溶液和去离子水清洗刻蚀后的硅片，分别除去硅片表面残留的金属粒子、氧化层和化学残留，即在硅表面制得形貌不同的绒面。

2.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法，其特征在于：步骤（1）的硅片为单晶硅片或多晶硅片。

3.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法，其特征在于：步骤（1）中金刚石线切割硅片后的硅片表层覆盖的非晶硅层厚度为1～100nm，硅片表面的线痕高度为1～10μm。

4.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法，其特征在于：步骤（1）的清洗预处理为将金刚石线切割后硅片放入质量浓度为1～10%的HF 溶液中浸泡60～1800s，然后再用去离子水进行超声清洗。

5.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法，其特征在于：步骤（2）中铜催化化学刻蚀反应的温度为15～95℃，刻蚀时间为5～600min。

6.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法，其特征在于：步骤（3）中硝酸的质量浓度为5～68%，硝酸清洗的时间为1～30min，清洗温度为 15～90℃。

7.根据权利要求1所述的铜催化刻蚀硅制备形貌可控绒面的方法，其特征在于：步骤（3）中氢氟酸的质量浓度为1～10%，硝酸清洗的时间为1～30min，清洗温度为 15～90℃。