一种基于金属辅助化学刻蚀技术制备硅纳米线阵列的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于金属辅助化学刻蚀技术制备硅纳米线阵列的方法，属于半导体纳米材料的制备技术领域。本发明专利技术首先配制一定参数的氢氟酸（HF）和硝酸银（AgNO3）混合溶液，接着超声混合溶液3～5min；将清洗好的硅片放入混合溶液中沉积Ag颗粒，然后将硅片置于一定参数的氢氟酸（HF）和双氧水（H2O2）混合溶液中，利用混合溶液与Ag颗粒及硅片形成原电池的原理，制备出长度可控的硅纳米线阵列。该方法具有低成本、工艺简单、生产效率高等特点，为制备硅纳米线太阳能电池提供了更简便的途径。

A method of preparing silicon nanowire arrays based on metal assisted chemical etching

The invention relates to a method for preparing silicon nanowire array based on metal assisted chemical etching technology, which belongs to the preparation technology of semiconductor nanomaterials. The invention firstly formulated certain parameters of hydrofluoric acid (HF) and silver nitrate (AgNO3) mixed solution, then ultrasonic mixed solution of 3 ~ 5min; the silicon wafer cleaning good deposition of Ag particles in the mixed solution, then the silicon wafer under certain parameters of hydrofluoric acid (HF) and hydrogen peroxide (H2O2) in the mixed solution, using the principle of mixing the solution with Ag particles and formation of silicon primary batteries, prepared length controllable silicon nanowire arrays. This method has the characteristics of low cost, simple process and high production efficiency, which provides a more convenient way for the preparation of silicon nanowire solar cells.

【技术实现步骤摘要】
一种基于金属辅助化学刻蚀技术制备硅纳米线阵列的方法
本专利技术涉及半导体纳米材料的制备方法，特别是涉及一种基于金属辅助化学刻蚀技术制备硅纳米线阵列的方法。
技术介绍
纳米线又被称为量子线，它是一种在横向上被限制在100nm以下，纵向上没有限制的一维半导体材料。在纳米线中，电子（或空穴）在横向上的运动受到限制，这将产生一系列的量子效应，如表面效应、库伦阻塞效应、量子限制效应、小尺寸效应及陷光性能等。以上效应均有利于纳米线太阳能电池的设计，其中表面效应和小尺寸效应使得纳米线对光的反射系数显著下降，这将显著提升对光谱的吸收率，导致纳米线具有优异的陷光性能。因此，纳米线具有的优异陷光性能可以成为设计硅纳米线太阳能电池可行性的重要理论依据。获得高光电转换效率硅纳米线太阳能电池的最关键技术是制作分布均匀、长度均一且小于载流子扩散距离的硅纳米线。在硅纳米线太阳能电池中，纳米线的长度和均匀性对光生载流子的数目及利用率有很大影响。为了制备长度均匀且合适的硅纳米线，有课题组报道采用反应离子束刻蚀、光刻机刻蚀、AAO模板刻蚀来制备分布均匀、长度均一的硅纳米线。与上述工艺进行比较，基于金属辅助化学刻蚀技术制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于金属辅助化学刻蚀技术制备硅纳米线阵列的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）清洗：使用标准硅片清洗步骤除去晶向为（100）硅基底上的污染物，再置于3％～5％的氢氟酸（HF）溶液中浸泡60～90s，最后用去离子水清洗2～3次，用N2吹干；（2）沉积Ag纳米颗粒：在避光处，将步骤（1）得到的硅片放入超声处理过的氢氟酸（HF）和硝酸银（AgNO3）混合溶液中，静置90～120s，沉积Ag纳米颗粒;（3）刻蚀：将步骤（2）得到的硅片放入氢氟酸（HF）和双氧水（H2O2）混合溶液中，在温度为20～30℃条件下刻蚀2～10min；（4）除去Ag颗粒：将步骤（3）得到的硅片放入稀硝酸溶液中浸泡60～9...

【技术特征摘要】
1.一种基于金属辅助化学刻蚀技术制备硅纳米线阵列的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）清洗：使用标准硅片清洗步骤除去晶向为（100）硅基底上的污染物，再置于3％～5％的氢氟酸（HF）溶液中浸泡60～90s，最后用去离子水清洗2～3次，用N2吹干；（2）沉积Ag纳米颗粒：在避光处，将步骤（1）得到的硅片放入超声处理过的氢氟酸（HF）和硝酸银（AgNO3）混合溶液中，静置90～120s，沉积Ag纳米颗粒;（3）刻蚀：将步骤（2）得到的硅片放入氢氟酸（HF）和双氧水（H2O2）混合溶液中，在温度为20～30℃条件下刻蚀2～10min；（4）除去Ag颗粒：将步骤（3）得到的硅片放入稀硝酸溶液中浸泡60～90min，去除硅表面剩余的Ag颗粒；（5）除去氧化层：将步骤（4）得到的硅片用去离子水漂洗2～3次，然后在3％～5％的HF溶液中浸泡1～2min，去除硅表面的氧化层；（6）干燥纳米线：将步骤（5）得到的样品用去离子水漂洗2～3次，然后放入温度为50～60℃的干燥箱中，保温20～30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇，周志文，王荣飞，杨杰，王茺，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南,53