交替刻蚀制备有序锯齿形硅纳米线阵列及其光学性能研究

何霄¹，邹宇新¹，邱佳佳¹，杨玺²，李绍元¹，马文会¹

1. 昆明理工大学冶金与能源工程学院/复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室2. 云南省能源研究院有限公司

摘 要：采用金属催化化学刻蚀法（MCCE）,以金属Ag为催化剂,在HF与H₂O₂体系中通过交替刻蚀在P（111）硅衬底上制备出锯齿形硅纳米线阵列。利用扫描电子显微镜对硅纳米线的形貌进行了表征,研究了HF浓度与H₂O₂浓度对纳米线刻蚀方向的调控作用。选取不同的HF与H₂O₂浓度配比,分别对硅基底各向同性刻蚀与各向异性刻蚀进行调控,使得刻蚀方向对溶液浓度的变化能够快速响应。在溶液Ⅰ（[HF]=2.3mol/L,[H₂O₂]=0.4mol/L）与溶液Ⅱ（[HF]=9.2mol/L,[H₂O₂]=0.04mol/L）中交替刻蚀,制备出刻蚀方向高度可控的大规模锯齿形硅纳米线。利用紫外-可见分光光度计对锯齿形硅纳米线的减反射性能进行研究,结果表明,其表现出优异的减反特性,最低反射率为5.9%。纳米线形貌的高度可控性使其在微电子器件领域也具有巨大的应用前景。

关键词：金属催化化学刻蚀;交替刻蚀;各向同性;各向异性;锯齿形硅纳米线;