一种在晶体硅单面制备硅尖的膏体材料制造技术

本发明专利技术涉及一种在晶体硅单面制备硅尖的膏体材料。本发明专利技术利用晶体硅各向异性腐蚀的特性机理，提出一种非牛顿型的膏体材料，包括重量百分数分别为５％－６０％，５％－３５％和２０％－６０％的碱性物质、隔离屏蔽剂和有机溶剂。本发明专利技术的膏体材料组分简单，制备方便，效果好，可在晶体硅单面制备均匀致密（高度≤１μ）的硅尖列阵，从而成倍增加晶体硅的表面面积，降低硅基材料的厚度，实现了单面制程，为晶体硅片的减薄提供了实现的基础；而且实验发现，通过控制膏体的溶质含量（２０％－８０％）可实现硅尖列阵的大小分布，制备方法简单方便，易于控制；另外利用本发明专利技术的膏体材料制备硅尖，可大大节约成本、降低能耗、减少对环境的污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体微加工
，具体的说，涉及一种在晶体硅单面制备硅尖的膏体材料。
技术介绍
微尖是进入微米、亚微米、纳米领域时一种很重要的微构件，已经相继应用到隧道 扫描显微镜、原子力显微镜、磁力显微镜和近场扫描光学显微镜中，在微尖的研制过程中， 微尖的制备方法和材料都在不断的改进中，采用晶体硅制备微尖，由于硅材料本身的特性 以及微加工工艺的日益成熟，使得硅尖易削尖，比其他材料制备的微尖相比更有竞争力；硅 尖的应用也日益广泛。硅尖可广泛用于真空微电子器件中，如原子力显微镜、微机械隧道传 感器等。 现有的硅尖的制备方法主要有各向异性湿法刻蚀法、各向同性湿法刻蚀法、反应 离子刻蚀法等。其中，各向异性湿法刻蚀法中，利用KOH溶液腐蚀制备硅尖具有简单、易于 实现、成本低廉、(100)晶面腐蚀速率均匀等优点，因此现有的硅尖制备方法主要采用湿法 刻蚀法，也可以采用光刻胶掩膜保护，开出窗口 ，背面增加保护层，然后进行湿法刻蚀方法， 均不能实现单面制程，湿法刻蚀法必须将整片硅片浸渍于刻蚀溶液中，因而过程不易控制， 成品率不高，并且经常会导致整批硅片的刻蚀失败，在浸渍蚀刻过程中，背面的晶体硅同时 被蚀刻，无谓的损耗了宝贵的晶体硅材料。 基于上述问题，本专利技术提出一种用于制备硅尖的膏体材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在晶体硅单面制备硅尖的膏体材料及其使用方法。 本专利技术利用晶体硅各向异性腐蚀的特性机理，调配出一种非牛顿型的膏体材料， 所述的膏体材料包括碱性物质、隔离屏蔽剂和有机溶剂，其重量百分数分别为5% _60%， 5% -35%和20% -60% ;其中所述碱性物质优选为有机碱和/或无机碱。 所述碱性物质中，有机碱和无机碱均能实现蚀刻效果，优选的，所述碱性物质的重 量百分数为20% -45% ; 所述隔离屏蔽剂的重量百分数为15% -35% ; 所述有机溶剂的重量百分数为20% -40% ; 其中，所述有机碱选自四甲基氢氧化铵(TMAH)、肼、羟胺及羟胺衍生物； 所述无机碱选自本领域常用的碱，如NaOH， KOH等； 所述隔离屏蔽剂选自氧化铝、氧化锆、炭黑等中的一种或多种； 所述有机溶剂选自二乙二醇丁醚，单乙二醇丁醚，C2-C4的醇类溶剂等中的一种或多种； 另外，所述的膏体材料还可以包括消泡剂、增稠剂中的一种或两种，其用量分别为重量百分数1% _5%、1% -10% ;3 所述消泡剂选自正丁醇、异丙醇、有机硅中的一种或多种； 所述增稠剂选自纤维素及其衍生物中的一种或多种。 所述膏体材料采用下述方法制备将上述材料先进行预混合搅拌，再进行球磨，最 后用三辊机机磨后出料。本专利技术还提供所述的上述膏体材料的使用方法，包括以下步骤 1)涂布采用滚涂或丝印的方式，在晶体硅薄片单面均匀涂覆上述膏体材料，膏 体厚度为50iim-110iim ; 2)烘烤经过50-150°C的温度烘烤3-5分钟； 3)去除膏体直接用清水喷淋冲洗去除膏体。 本专利技术的膏体材料组分简单，制备方便，效果好，可用于晶体硅的表面加工，在晶 体硅单面制备均匀致密(高度《liO的硅尖列阵，从而成倍增加晶体硅的表面面积，降低 硅基材料的厚度，实现了单面制程，为晶体硅片的减薄提供了实现的基础，利用本专利技术的膏 体材料制备的晶体硅对光波响应敏感，可提高太阳能电池片的转换效率；而且实验发现，通 过控制膏体的溶质含量(20% -80% )，可实现硅尖列阵的大小分布，制备方法简单方便，易 于控制；另外利用本专利技术的膏体材料制备硅尖，可减少了不必要的晶体硅损耗，大大节约成 本、降低能耗、减少对环境的污染，为切割更薄得太阳能电池片提供了实现的基础。具体实施例方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。 实施例1制备膏体材料 按下述配方制备膏体材料称取TMAH 50重量份，二乙二醇丁醚40重量份，氧化锆 5重量份，炭黑5重量份。 将上述材料按顺序逐个添加，用大功率搅拌机搅拌4小时左右，转入球磨机24小 时，再用三辊机边轧边出料，之后用塑料大口瓶密封包装。 清洗并烘干晶体硅片((100)晶面)，硅片厚度为180ym，用250目不锈钢丝网版， 预制成需要的图案，在丝印机上刮膏印刷，在硅片表面涂布约60 ii m的膏体材料，立即进入 红外隧道炉12(TC，3分钟取出，完成后，用lkg/cn^压力的净洁水直接喷淋于膏体表面，确 认膏体全面洗净后再放入超声清洗机浸泡5分钟，单面制程硅尖的工作即完成。 硅尖的特征坐标X、 Y比为0. 68，硅尖高度为0. 6 ii m。 实施例2制备膏体材料 按下述配方制备膏体材料称取TMAH 5重量份，二乙二醇丁醚40重量份，氧化铝 45重量份，炭黑IO重量份。 将上述材料按顺序逐个添加，用大功率搅拌机搅拌4小时左右，转入球磨机24小 时，再用三辊机边轧边出料，之后用塑料大口瓶密封包装。 清洗并烘干晶体硅片((100)晶面)，硅片厚度为180ym，用250目不锈钢丝网版， 预制成需要的图案，在丝印机上刮膏印刷，在硅片表面涂布约60iim的膏体材料，立即进入 红外隧道炉12(TC，3分钟取出，完成后，用lkg/cn^压力的净洁水直接喷淋于膏体表面，确 认膏体全面洗净后再放入超声清洗机浸泡5分钟，单面制程硅尖的工作即完成。 硅尖的特征坐标X、 Y比为0. 23，硅尖高度为0. 26 ii m。 实施例3制备膏体材料 按下述配方制备膏体材料称取TMAH 30重量份，二乙二醇丁醚25重量份，氧化锆 25重量份，炭黑10重量份，纤维素3重量份，有机硅2重量份，异丙醇5重量份。 将上述材料按顺序逐个添加，用大功率搅拌机搅拌4小时左右，转入球磨机24小 时，再用三辊机边轧边出料，之后用塑料大口瓶密封包装。 清洗并烘干晶体硅片((100)晶面)，硅片厚度为180ym，用250目不锈钢丝网版， 预制成需要的图案，在丝印机上刮膏印刷，在硅片表面涂布约60iim的膏体材料，立即进入 红外隧道炉12(TC，3分钟取出，完成后，用lkg/cn^压力的净洁水直接喷淋于膏体表面，确 认膏体全面洗净后再放入超声清洗机浸泡5分钟，单面制程硅尖的工作即完成。 硅尖的特征坐标X、 Y比为0. 55，硅尖高度为0. 5 ii m。 实施例4制备膏体材料 称取TMAH 15重量份，羟胺20重量份，单乙二醇丁醚25重量份，氧化铝20重量份， 炭黑10重量份，纤维素7重量份，有机硅2重量份，正丁醇1重量份。 将上述材料按顺序逐个添加，用大功率搅拌机搅拌4小时左右，转入球磨机24小 时，再用三辊机边轧边出料，之后用塑料大口瓶密封包装。 清洗并烘干晶体硅片((100)晶面)，硅片厚度为180ym，用250目不锈钢丝网版， 预制成需要的图案，滚涂上述膏体，在硅片表面涂布约60 ii m的膏体材料，立即进入红外隧 道炉80°C，5分钟取出，完成后，用lkg/cm2压力的净洁水直接喷淋于膏体表面，确认膏体全 面洗净后再放入超声清洗机浸泡5分钟，单面制程硅尖的工作即完成。硅尖的特征坐标X、 Y比为0. 65，硅尖高度为0. 64 ii m。 实施例5制备膏体材料 称取羟胺33重量份，K0H 8重量份，TMAH 7重量份，单乙二醇丁醚25重量份，异丙 醇2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在晶体硅单面制备硅尖的膏体材料，包括碱性物质、隔离屏蔽剂和有机溶剂，其重量百分数分别为５％－６０％，５％－３５％和２０％－６０％，所述碱性物质为有机碱和／或无机碱。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋劼，
申请(专利权)人：蒋劼，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]