在基底表面构筑抗反射结构的方法

摘要

本发明涉及利用LB技术或自组装技术在单晶硅基底上形成有机分子单层膜图案，并以此单层膜图案为掩模，进行湿法刻蚀，在单晶硅表面形成具有亚波长锥形结构的表面，从而使单晶硅基底具有抗反射性能的方法。通过本专利所述法得到的材料表面，在400～2400nm波长的范围内，可以得到小于5％的反射率。该基底表面能有效地避免光的反射，提高光能利用率，降低不需要的反射干扰，提高传感灵敏度。本专利所述方法构筑抗反射结构具有成本低、工艺简单、产率高的特点，具有较强的实用性。这种具有亚波长锥形结构的表面有很好的抗反射性能，因此在太阳能电池、白光传感显示器、光电器件、光学镜片等方面具有极为重要的应用。

主权项

1、在基底表面构筑抗反射结构的方法，其步骤如下：A、选取单晶硅基底，对基底进行清洁处理；B、通过LB技术或自组装技术在单晶硅基底的表面构筑出有机分子单层膜的岛状图案，岛的高度2～5nm，相邻两岛中心距离为500nm～15μm；C、在碱性溶液中对有机分子单层膜图案的基底进行刻蚀，通过改变碱性溶液的浓度、温度和刻蚀时间来调控刻蚀的深度、形状，得到锥形或倒锥形的具有抗反射性能的结构表面；其中所述的对基底的清洁处理，首先是用氧等离子体系统对基底表面进处理，目的是除去表面吸附的有机物，氧气流速80～200ml/min，功率100～300W，处理时间1～15min，再用高纯水对基底表面超声清洗2～3次，每次时间为2～5min，使表面彻底清洁；或是在体积比为NH3·H2O∶H2O2∶H2O＝1～2∶1～3∶1～7的溶液中，在40～130℃的温度下浸泡20～120min，然后在功率为40～100W超声清洗仪中清洗2～5min，再用高纯水超声清洗2～3次，每次时间为2～5min，使表面彻底清洁；LB技术是用微量注射器将2～50μl、0.1～10mg/ml的二棕榈酸磷脂酰胆碱、二豆蔻酰磷脂酰胆碱或硬脂酸双亲性直链分子，或摩尔比为1～10∶1的棕榈酸和掬焦油酸的混合溶液铺展在高纯水亚相上，待溶剂自然挥发10min～24h后，在LB拉膜机上，用挡板以5～30cm2/min的速度压缩，得到该样品的π～A曲线，用Wihelmy膜天平测量压缩过程中膜的表面压，然后根据π～A曲线来选择合适的转移压力为1～30mN/m，保持10min～24h，用垂直提拉法在表面清洁处理的单晶硅基底上提拉单层Langmuir膜，提膜速度为1～50mm/min，整个过程体系温度控制在室温21～27℃，从而在单晶硅基底上形成岛状结构的图案，岛是由类固态的分子组成，岛周围的部分是类液态的分子；自组装法是将清洁处理的干燥的单晶硅基底浸入浓度为0.1～10μg/ml的目标硅烷溶液中，浸泡20秒～24小时后取出依次用甲苯、氯仿、乙醇溶剂超声清洗，每次2～15min，再用去离子水超声清洗2～3次，每次2～15min，然后用氮气吹干，从而在单晶硅基底上得到修饰有单层薄膜的岛状结构图案。