[发明专利]复合结构硅微针的制备方法

权利要求书

1.一种复合结构硅微针的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

S1、在硅片上制备若干阵列分布的微米针状结构；

S2、将制备有微米针状结构的硅片置于第二刻蚀液中，通过化学刻蚀在微米针状结构的顶部、侧壁及硅片上未被微米针状结构覆盖的区域制备若干次级微结构，所述次级微结构为高度500nm～5000nm的类金字塔状结构或高度100nm～1000nm的纳米结构；

所述第二刻蚀液为质量浓度0.5％～5％的碱液，碱液中含有氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的一种或多种，反应温度为60℃～95℃，刻蚀时间为100s～1000s，次级微结构为高度500nm～5000nm的类金字塔状结构；或，

所述第二刻蚀液为含有金属离子、氢氟酸和氧化剂的混合溶液，反应温度为15℃～65℃，刻蚀时间为10s～1000s，次级微结构为高度100nm～1000nm的纳米结构。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

在硅片表面制备图案化掩膜；

将制备有图案化掩膜的硅片置于第一刻蚀液中，通过化学刻蚀在硅片表面形成若干阵列分布的微米针状结构。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

在硅片表面依次制备阻挡介质层和光刻胶掩膜层，并通过曝光、显影工艺形成图案化掩膜，并去除曝光区域的阻挡介质层；

将制备有图案化掩膜的硅片置于第一刻蚀液中，通过化学刻蚀在硅片表面形成若干阵列分布的微米针状结构，第一刻蚀液为质量浓度20％～50％的碱液，碱液中含有氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵中的一种或多种，反应温度为50℃～100℃，刻蚀时间为0.1h～10h，微米针状结构之间的间距为100μm～1000μm，微米针状结构的高度为50μm～500μm。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，“去除曝光区域的阻挡介质层”具体为：

将制备有阻挡介质层和光刻胶掩膜层的硅片的曝光面置于含有质量浓度0.1％～10％的氢氟酸溶液或BOE溶液中反应，去除曝光区域的阻挡介质层，反应温度为5℃～50℃，反应时间为5s～1000s，所述阻挡介质层为氧化硅层或氮化硅层。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二刻蚀液为含有金属离子、氢氟酸和氧化剂的混合溶液时：

金属离子为金、铂、银或铜离子中的至少一种，摩尔浓度为1×10^-6～0.1mol/L；

氧化剂为O₂、O₃、H₂O₂、HNO₃、H₂CrO₄、Fe(NO₃)或KMnO₄中的至少一种，摩尔浓度为0.05～50mol/L；

氢氟酸的摩尔浓度为0.05～50mol/L。

6.一种复合结构硅微针的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

S1、在硅片上制备若干阵列分布的微米针状结构；

S2、将制备有微米针状结构的硅片置于含有金属离子和氢氟酸的第一混合溶液中，在微米针状结构的顶部、侧壁及硅片上未被微米针状结构覆盖的区域沉积金属纳米颗粒；

将沉积有金属纳米颗粒的硅片置于含有氢氟酸和氧化剂的第二混合溶液中，通过化学刻蚀在微米针状结构的顶部、侧壁及硅片上未被微米针状结构覆盖的区域制备若干次级微结构，所述次级微结构为高度100nm～1000nm的纳米结构。