本發(fā)明涉及半導體技術領域，尤其是涉及一種硅納米線結構的腐蝕液及該腐蝕液的應用方法。

背景技術：

在當前的半導體領域，硅納米線結構因其在半導體微器件、硅基太陽能電池等領域展現(xiàn)出的極為誘人的潛在應用價值而受到業(yè)界的普遍關注，其中利用濕法化學刻蝕法制備硅納米線結構的研究最近幾年來已有陸續(xù)報道，但該方法仍存在很多待改進的問題，比如：制備出的納米線結構不明顯、納米線與硅襯底之間所成角度較為雜亂等。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述濕法化學刻蝕法現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種制備效果較好的腐蝕液及其應用方法。

本發(fā)明的方案可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種濕法化學刻蝕法制備硅納米線結構的腐蝕液，其特征在于，該腐蝕液的配方為以下組分及濃度含量：

氫氟酸2.3-9.2mol/l；

硝酸銀0.005-0.08mol/l；

其中所述的氫氟酸濃度優(yōu)選為4.4-4.6mol/l，硝酸銀濃度優(yōu)選為0.02-0.03mol/l。

一種用于濕法化學刻蝕法制備硅納米線結構的腐蝕液的應用方法，將待制備納米線結構的硅片清洗后置于腐蝕液中，然后取出用去離子水清洗，其特征在于：所示硅片為p型[111]晶向；腐蝕液的配方為以下組分及濃度含量：氫氟酸2.3-4.6mol/l、硝酸銀0.015-0.05mol/l；腐蝕時間為15-30分鐘，腐蝕也溫度為40-55攝氏度。

進一步地，該應用方法可利用一下技術方案：

所述的氫氟酸濃度優(yōu)選為4.4-4.6mol/l，硝酸銀濃度優(yōu)選為0.02-0.03mol/l。

所述腐蝕時間為28-30分鐘。

所述腐蝕溫度為48-50攝氏度。

本方案的優(yōu)點在于：制備的硅納米線結構長度、均勻性較好；不同納米線之間獨立性較高，集束現(xiàn)象少；納米線結構與硅襯底的垂直性好。

附圖說明

圖1為腐蝕液中氫氟酸、酸硝酸銀濃度分別為4.6mol/l、0.02mol/l，腐蝕溫度為50攝氏度，腐蝕時間為30分鐘得到的sem照片；

圖2為圖1的近景sem照片；圖3為圖1所述實施例中納米線長度與腐蝕時間的關系。

具體實施方式

下面結合附圖1和本實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

將p型[111]向厚約0.5毫米，電阻率為1-10ω·cm的硅片清洗后，置入氫氟酸、酸硝酸銀濃度分別為4.6mol/l、0.02mol/l，腐蝕溫度為50攝氏度的腐蝕液中進行濕法化學刻蝕法，腐蝕時間為30分鐘。最后將腐蝕后的硅片用去離子水進行清洗得到的sem照片如圖1和圖2所示，其中硅片的清洗步驟為本領域技術人員熟知技術，在此不再贅述。

由附圖1可見，生長溫度為50℃時，樣品具有典型的納米線結構，比較其他溫度制備的硅納米線，樣品硅納米線陣列明顯，納米線垂直硅表面。

由附圖2可見，當生長溫度為50℃時，納米線結構的頂部發(fā)生一定的集束現(xiàn)象但并不嚴重，硅納米線直徑在20nm左右，長度約15um。

關于納米線結構的頂部發(fā)生一定的集束現(xiàn)象隨著腐蝕時間的增加會嚴重，但減少腐蝕時間會影響納米線的長度，因此本實施例采用了折中的優(yōu)選時間：30分鐘。當腐蝕時間超過30分鐘后，集束現(xiàn)象的愈發(fā)嚴重會影響硅納米線陣列的結構效果。

關于在本實施所述腐蝕液成分和溫度的情況下，納米線長度與腐蝕時間的關系如說明書附圖3所示，該表可由專業(yè)技術人員在已知本實施例中腐蝕液成分和溫度的情況下通過有限次實驗得到。

上面具體描述了本發(fā)明技術方案的應用實例，它僅作為例子給出，不視為本發(fā)明的應用限制。凡操作條件的等同替換，均落在本發(fā)明的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明提供一種濕法化學刻蝕法制備硅納米線結構的腐蝕液及其使用方法，其特征在于，該腐蝕液的配方為以下組分及濃度含量：氫氟酸2.3?9.2mol/L；硝酸銀0.005?0.08mol/L。其應用方法為將待制備納米線結構的P型[111]晶向硅片清洗后置于氫氟酸2.3?4.6mol/L、硝酸銀0.015?0.05mol/L的腐蝕液中；腐蝕時間為15?30分鐘，腐蝕也溫度為40?55攝氏度，然后取出用去離子水清洗。制備的硅納米線結構長度、均勻性較好；不同納米線之間獨立性較高，集束現(xiàn)象少；納米線結構與硅襯底的垂直性好。

技術研發(fā)人員：徐慶君;許亮
受保護的技術使用者：棗莊學院
技術研發(fā)日：2017.04.11
技術公布日：2017.08.29