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化学刻蚀制备黑硅材料的研究现状及展望


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材料导报 A: 综述篇  

上) 6 02 1 1  2 1 年 1 月( 第 2 卷第 1 期

化学刻蚀制备黑硅材料的研究现状及展望 *
2 2 2 李学铭1, , 廖承菌1, , 唐利斌3, 杨培志1,

( 云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室,

昆明 6 0 9 ; 云南师范大学太阳能 1  5 0 2 2  研究所, 昆明 6 0 9 ; 昆明物理研究所, 昆明 6 0 2 ) 5 0 2 3  523 摘要    基于黑硅材料的发展, 讨论了国内外化学刻蚀制备黑硅的研究进展, 包括掩膜辅助、 属 离 子 辅 助 化 学 金 刻蚀。结果表明, 黑硅材料的表面特殊结构能够有效降低硅表面的反射率, 从而提高太阳能 电 池 转 换 效 率。 此 外, 化 学刻蚀法制备黑硅简便易行、 成本低廉, 高效可靠, 具有良好的发展前景。 关键词    黑硅   化学刻蚀   金属催化   微纳结构 中图分类号: 2       文献标识码: TM 3 A

T eC ret ttsa dPopc  fBakS io  rprdb  h mclEcig h  urn  au n  rset o lc   l nPe ae  yC e ia thn S s ic
L  u mn 1 2, I  h njn 2, IX e ig L AO C e gu 1 TANG Lbn , z   ii 3 YANG Pih1 2  e i
( 1 A v ne  eh oo ya d M nfcuig K yL bo  e e al nr y M tr l f h  ii r fE ua o    hn , d a cdT c nlg  n   a uatr  e  a  nR n w beE eg   aei so  e M n tyo d ct no C ia n a t s i f Y n a  o m lU ies y K n ig6 0 9 ; u n n N r a  nvri , u mn  5 0 2 2 SlrE eg  eerhIs tt ,Y n a  o m lU ies y t oa  nr yR sac nt ue u n n N r a  nvri , i t K n ig6 0 9 ; u mn  5 0 2 3 K n igIs tt   h s s K n ig6 0 2 ) u mn nt ueo P yi , u mn  5 2 3 i f c A s at bt c   B sdo  h  eeo m n   lc   l o , eerhpo rs npe aa o  lc   l o  sn  h - r ae  ntedvlp eto baksi n rsac  rges  rprt nbaksi nuigc e f ic i i ic mcl thn    susd icuigt m lt si e  n   ea si e h mclecig h eu ss o  hta ia ecig sd cse ,nldn e paeas tda d m tlas tdc e ia thn .T ersl  h wta  i i s s t     ru hsraecnb  biae  ai  y m tl si e h mcl thn  f ic n a dte mcon n  ufc  rc o g  ufc a  e ar tdes yb  ea- s tdc e ia ecigo l o , n h  ir - a osraes u - f c l a s si t   tr    aksio  ol f c vl e uetesraerf c o  n m rv h o vrino ic nslrcl . ueo b c   l nc ude et eyrd c h ufc e et na di po etec n es  fsio  oa e s fl ic f i l i o l l F rhr oe m tl s ei l ol  ea si e h mcl thn    m l ,esbe ie p nie e i eta dr - ute m r , ea epc l n bem tl s tdc e ia ecig ss pe fail ,n x es , f c n n  e ay a s i i v fi     l be s   a  v ual eeo m n rs et . i l , o ths a o rbedvlp etpopcs a i f K yw rs e  od   baksio , h mcl thn ,m tl aayi ,mcon n   rcue lc  l n c e ia ecig ea ctls ic s ir - a os utr t    
, , ,

在太 阳 电 池、 传 感 器、 光    硅作为一种重要的半导体材料, 探测器制备等领域都有广泛的应用, 但晶体硅本 身 的 一 些 缺 陷( 如反射率较高、 禁带宽度大等) 对其使用产生 了 不 良 的 影 开 响和限制。黑硅的出现较好地解决 了这些 应 用 难 题, 启 人 们对硅应用研究的新篇章, 对整个半导体工业产 生 了 深 远 的 影响。黑硅, 顾名思义, 就是表面呈黑 色 的 硅, 是 人 们 利 用 它 一定的技术手段 对 普 通 硅 材 料 进 行 表 面 改 性 的 结 果。 尽 管 “ 黑硅” 这个名称 是 在 1 9 年 正 式 提 出 的, 实 际 上 研 究 人 但 99 员对硅表面微结构的研究由来已久。通常, 硅 表 面 都 具 有 黑 一层特殊的微纳结构, 这些结构能对入射光进行 多 次 反 射 和 吸收, 从而使黑硅 具 有 极 强 的 光 吸 收 能 力。 一 般 说 来, 统 传 的硅材料对可见 -红外光有很高的反射率, 但黑硅却能够捕捉 几乎全部日 光, 别 是 在 近 紫 外 至 中 红 外 波 段 都 具 有 超 过 特
[] 黑 光 9 的吸收效 率 1 。 因 此, 硅 将 对 超 灵 敏 传 感 器、 伏 电 0%

能都会成为硅基 器 件 领 域 的 一 个 研 究 热 点。 随 着 研 究 的 不 断深入, 黑硅已经 由 实 验 室 研 究 逐 步 转 向 商 业 应 用, 制 备 其 技术及工艺也备受人们关注。目前, 国内 外 用 于 制 备 黑 硅 的 除 方法有 很 多, 了 广 为 人 知 的 黑 硅 发 现 者 E.M zr 教 授 研 au
4-9 究组率 先 采 用 的 飞 秒 激 光 脉 冲 法 [ ], 有 电 化 学 刻 蚀 还 9-1 1 5 1 2 法 [ 2]、 反应离子刻蚀法 [3-1 ]、 化学刻蚀法 [6-2 ]以 及等离子 2 这些方 体浸没式离子注入法 [3]等。通过不断的实践和改良,

法都日趋完善, 为黑硅制备技术的进一步发展 提 供 了 更 多 的 选择和思路。本文 对 近 年 来 有 关 黑 硅 制 备 技 术 的 报 道 作 了 一个简要的归纳, 表 1 所 示, 望 可 以 从 一 个 侧 面 反 映 出 如 希 黑硅形貌及其制备技术的多样化。 本文主要围绕操作简便、 成本低廉的 化 学 刻 蚀 制 备 黑 硅 的研究展开讨论, 并展望了黑硅材料商业化所 需 的 工 艺 技 术 的发展趋势。

甚 太 池等技术产生深 远 影 响, 至 有 可 能 改 变 数 字 摄 影、 阳 能 发电和夜视仪设备的未来。 近年来, 国内外许多研究小组针对黑硅 的 制 备 及 特 性 展
23 开了一系列的研究 [ , ], 并且在今后相 当 长 的 时 期 内, 硅 可 黑

1  化学刻蚀制备工艺
刻蚀, 从广义上来讲, 是通过溶 液、 应 离 子 或 其 他 机 械 反 方式来剥离、 去除材料的一种统称。刻蚀 通 常 分 为 干 法 刻 蚀

6 0 6 0 6 1 6 9 U 0 7 0 ) 中国博士后科学基金(0 1 4 1 5 ) 长江学者和创新团队发展计划 210978 ;   * 国家自然科学基金(1 6 0 4;1 0 0 8; 1 3 6 4 ; 女,9 8 博士, 讲师, 主要研究方向为太阳电 池 硅 基 材 料 制 备 及 其 性 能  E-m i: m c ne m i. m  杨 培 志: l o a l si c @g a c lx e   李学铭: 1 7 年生, 通讯作者,  Tl0 7 - 5 7 1  E-m i:z y n @ht a . m 男 e :8 15 1 3 3 a ph a g o m i c l l o

化学刻蚀制备黑硅材料的研究现状及展望/李学铭等
和湿法刻蚀。它们 的 区 别 在 于 干 法 主 要 是 在 不 涉 及 溶 液 的 气体状态下进行, 湿法则是使用溶剂或溶 液 来 进 行 反 应。湿 它主要利用 溶 液 与 待 刻 法刻蚀是一个纯粹的化学反应过 程, 通过控制反应条件去 除 部 分 待 刻 蚀材料之间发生化学反应, 蚀材料, 从而达到 刻 蚀 目 的。 在 湿 法 刻 蚀 过 程 中, 仅 能 产 不 而且 还 能 产 生 横 向 刻 蚀, 为 黑 硅 的 多 样 化 形 这 生纵向刻蚀,

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貌调控生长提供 了 可 能。 湿 法 刻 蚀 的 优 点 是: 作 简 便; 操 具 有良好的选择性; 设 备 要 求 低; 于 实 现 大 批 量 生 产。 目 对 易 该法已经广泛 应 用 于 黑 硅 的 制 备 研 究, 且 取 得 了 令 人 而 前, 其 满意的效果。随着湿法刻蚀制备黑硅工艺 的 不 断 发 展, 制 备技术也越来 越 多 样 化。 本 文 中 的 化 学 刻 蚀 主 要 指 发 生 在 溶液中的湿法刻蚀。

表 1  黑硅制备技术发展进程 i e T be1 T epors    aksio  rprt ntc nq e al  h  rgeso b c  l npe aa o   hius fl ic 报道年度 19 年 96 19 年 98 20 年 00 20 年 03 20 年 06 20 年 08 20 年 08 21 年 01 21 年 02 产物主要性能指标 可实现指向性的硅刻蚀 提出“ 黑硅” 概念, 产物为锥钉阵列结构 制备成太阳电池后, 4 0 0 0 m 波段内 在 0 ~1 0 n 产物为多孔结构, 其反射率约为 7% 产物为硅纳米线阵列 产物为岛状结构, 3 0 0 0n 波段内反射率低于 5% 在 5 ~1 0 m 产物为薄膜, 4 0 0 m 波段内反射率低于 5% 在 0 ~8 0n 产物为硅纳米线阵列 产物为纳米钟乳石结构 产物为多孔或针状微结构, 2 0 1 0 m 波段内 在 0 ~1 0 n 平均反射率分别为 4.7% 和 2.2% 8 1 制备技术 反应离子刻蚀法 飞秒激光脉冲法 电化学刻蚀法 高温高压湿法化学刻蚀法 湿法化学刻蚀法 电化学刻蚀法 湿法化学刻蚀法 湿法化学刻蚀法 等离子体浸没式离子注入法 文献 [3 1] [] 4 [] 9 [9 1] [0 2] [2 1] [1 2] [2 2] [3 2]

1. 掩膜辅助化学刻蚀 1 
掩膜是化学刻蚀中经常会用到 的一类 物 质, 见 的 掩 膜 常 、阳 极 氧 化 铝 ( 材 料 有 聚 苯 乙 烯 ( S)球 P AAO)模 2 0 3 4 板 [8-3 ]、 光刻胶 [1-3 ]以 及 其 他 抗 蚀 剂 所 形 成 的 薄 膜。 掩 膜
[4-2 ] 2 7

结 将 AAO 模板的特点, 合 硅 基 纳 米 结 构 发 展 的 需 要, AAO 模板移植 到 硅 表 面 已 经 逐 渐 成 为 硅 材 料 制 备 的 一 种 新 思
3 4 移植后的多孔氧化铝自组 织结构可以与传 统 的 硅 表 路 [9,0],

面 制 备 工 艺 相 结 合, 成 硅 基 上 的 各 种 纳 米 阵 列 结 构。 形
[1] Z.H a g 研究组 4 采用旋涂聚 苯 乙 烯 将 AAO 模 板 固 定 在 un

辅助化学刻蚀通 常 是 采 用 一 定 的 技 术 手 段 在 待 刻 蚀 物 体 表 以 面覆盖一层具有一定形状或满足 设计要 求的膜 状 物 质, 便 对待刻蚀物体的表面进行区域性 的保护, 而暴露 出 来 的 部 分 则是进行刻蚀、 除去的区域, 从而实现基底 表 面 选 择 性 腐 蚀。 由于黑硅表面具有特殊的微纳阵列 结构, 而该结 构 通 常 是 由 选择性刻蚀导致的, 因此掩膜辅助化学刻蚀常被 用 于 黑 硅 的 制备。
[5] Z.H a g 等 3 的研究表明可以先采用分子自组装的技 un

再去除聚苯乙烯, 然后用反应离子刻蚀法将 AAO 模 硅表面, 板的六边形阵列 图 案 转 移 到 硅 基 底 表 面, 模 板 除 去, 在 将 并 硅基底上溅射一薄层银或金, 最后在氟化氢和 过 氧 化 氢 的 混 通 可 合溶液中进行刻 蚀, 过 改 变 金 属 催 化 膜 的 厚 度, 以 得 到 平均直径小于 1 n 的硅纳米线阵列。图 3 为部分样品的 测 0m () () 试结果(a 为模板与硅(0 ) 面形成 的 孔;b 为 金 属 沉 积 10 表 () 箭头指示的是金属微 粒;c 为 化 学 刻 蚀 后 的 硅 后的硅基底, () 基底, 箭头指示的是金属大颗粒;d 为化学刻 蚀 制 备 的 硅 纳
4 。 米线阵列, 内嵌图为放大图 [1])

术在硅表面形成一层 P 球 掩 模, 根 据 实 际 需 要 采 用 反 应 并 S 离子刻蚀来减小 P 球 的 直 径, 用 热 蒸 发 方 式 在 硅 表 面 镀 再 S 然后用氟化氢和过氧化氢的 混 合 溶 液 对 一层银作为催化剂, 硅进行刻蚀, 最后将 P 球和银膜除去, 就能得到表 面结 构为 S 硅纳米线阵列的 黑 硅。 该 方 法 最 大 的 特 点 在 于 可 以 对 纳 米 高度以及间距进行准 确的控 制。图 1 为 硅 纳 米 线 线的直径、 图 阵列形成的示意图, 2 为所得硅纳米线阵列 的 扫 描 电 镜 图 (a 为低倍放大 图;b) 高 倍 放 大 平 面 图;c 为 高 倍 放 大 () ( 为 () 。 约 5 )() S 倾斜图( 1° ;d 为 P 模 板 的 扫 描 电 镜 图) 除 银 之 外, 金也可以作为 P 球 掩 模 辅 助 化 学 刻 蚀 制 备 黑 硅 的 催 化 剂, S
3 如 B.M k al研 究 组 [6]先 在 硅 片 表 面 制 备 尺 寸 适 宜 的 P ih e S

球单分子层, 接着溅射金膜作为催 化剂, 过 改 变 刻 蚀 时 间, 通 最终获得了不同构造的硅阵列结构。 且 AAO 模板由于具 有 独 特 的 纳 米 孔 洞 阵 列 结 构, 孔 径 排列规则, 经 成 为 制 备 有 序 纳 米 结 构 的 理 想 掩 膜 之 已 均匀,
3 3 一, 在硅纳米材料的合成中 一直有 着广泛 的 应 用 [7,8]。针 对

3 图 1  硅纳米线阵列形成的示意图 [5]

Fg1 Sh m t   ar mfr ar a o  f icn i . ce a cd ga     bi t no l o i i of ci si n n wr ras3 a o ieary 5
[ ]

虽然掩膜的使用过程较为繁琐, 但保 证 了 黑 硅 表 面 微 纳 结构的一致性和均匀性, 这对黑硅的后续加工 及 应 用 是 非 常

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关键的, 因此 掩 膜 辅 助 化 学 刻 蚀 制 备 黑 硅 是 一 种 重 要 的 方 法, 其工艺也在不断地发展和完善。

该 度为 2 0 m 的岛状 微 结 构, 样 品 在 3 0~1 0 n 的 波 长 5n 5 00 m
4 范围内反射率低于 5% 。S. o n v 等 [8]后续的研究表明 该 K yo

并以多晶硅 为 原 料 制 备 黑 法同样适用于多晶硅和无定形硅, 进而制作太阳能 电 池, 然 X S( 射 线 光 电 子 能 谱 ) 虽 检 硅, P X 测结果显示有一定量的金残留于黑硅表面, 这 并 不 影 响 太 但 阳能电池的转换效率。

2 图 4  黑硅样品的原子力显微镜图像 [1]

Fg4 A Mi aeo   akS s m l 2 i. F  m g  ab c     pe 1 f l ia

[ ]

[9] 将 K. iho a 等 4 的 研 究 表 明, 采 用 液 相 化 学 还 原 法 Nsik

制备的金纳米颗粒用表面活性剂聚乙烯亚胺 加 以 分 散, 使 可 金纳米颗 粒的直 径控 制在 3~5 m 之间, 再将金纳米 颗 粒 覆 n 用氟化氢和过氧 化 氢 的 混 合 溶 盖在硅基底表面作为催化剂, 在硅 片 表 面 可 构 筑 一 层 凹 凸 起 伏 的 结 构, 结 此 液进行刻蚀, 构的起伏周期比光的波长小, 有着非常 好 的 抗 反 射 作 用。如 刻蚀时间为 1 mn 时, 得 样 品 在 3 0~8 0 m 波 长 范 围 内 所 5i 0 0n () 图 反射率低于 5% , 5 为 部 分 黑 硅 样 品 的 照 片 (a 为 未 刻 蚀 () () 的单晶硅;b 为 刻 蚀 1 mn 的 单 晶 硅;c 为 刻 蚀 1 mn 的 5i 5i 。 多晶硅)

1. 金属辅助化学刻蚀 2 
不难发现, 在大部分化学刻蚀制备黑硅 的 研 究 中 都 使 用 了金属催化剂, 表 明 金 属 对 黑 硅 的 形 成 至 关 重 要, 而 越 这 因
4 较 来越多的研究都集中于金属辅助化学刻蚀 [2]。目前, 为常 4 图 5  刻蚀和未刻蚀样品的照片 [9]

Fg5 P oorp so h  m l  i  n i. htga h  te a pe wt a d f s s h wtot thn 4 i u  cig 9 h e
[ ]

用的金属有银、 金等, 们 通 过 热 蒸 发 它

[3] 4

、 射 [4]、 子 束 蒸 溅 4 电

4 4 4 发 [5]、 化学沉积 [6]、 电极沉积 [7]等方式沉积在硅基底上。其

尽管通过化学沉 积 法 制 备 的 金 属 粒 子 在 硅 表 面 的 分 布 具有一定的随机性和不可控性, 但它们在刻蚀 过 程 中 依 然 表 在 现出很好的 催 化 性 能, 黑 硅 的 制 备 过 程 中 发 挥 了 关 键 作
[0] 用。D. 然 H.W n 等 5 将硅烷化后的硅片先置于金溶胶中, a

中, 属于物理沉积法的热蒸发、 溅射、 电子束 蒸 发 等 方 式 所 形 成的金属膜形貌比较容易控制, 因此催化刻蚀之 后 可 以 得 到 具有特定图案结构的黑硅。相反, 如果对刻 蚀 所 产 生 的 结 构 那么化学沉积就是一种简 便 且 常 用 的 没有严格的形貌要求, 金属沉积方式。下 文 将 对 金 属 辅 助 化 学 刻 蚀 制 备 黑 硅 的 研 究进展做一些归纳和分析。

后将沉积了金纳 米 粒 子 的 硅 片 放 入 氟 化 氢 和 过 氧 化 氢 的 混 获 且 合溶液中刻蚀, 得 了 多 孔 结 构 的 黑 硅, 反 应 后 硅 片 在 太 阳电池的工作波长范围内 反 射 率 可 低 于 0. , 图 6 所 示 5% 如 (a 为抛光硅片,b) ( ) 织 构 化 硅 片, 纳 米 粒 子 的 沉 () ( - d 为 金 积时间分别为 1 s b 、 mn( )3 mn( ) 硅 片 均 在 暗 处 的 5 ( )5 i c 、0 i d , 氟化氢/过氧化氢刻蚀液中反应 2 mn 。 0 i)

1. 1  金粒子辅助化学刻蚀 2.
[0] S. o n v 等 2 研 究 发 现 以 氟 化 氢 和 过 氧 化 氢 的 混 合 K yo

在室温下对表面镀了一层金膜 的 单 晶 硅 进 溶液作为刻蚀液, 行化学刻蚀, 可以制备得到黑硅, 其中, 金膜 提 供 金 粒 子 作 为 刻蚀反应的 催 化 剂。 图 4 为 该 样 品 的 原 子 力 显 微 镜 图 像。 刻蚀后的硅片表面均匀地分布着一 层底径 为 5 0~1 0 m, 0n 高

1. 2  银粒子辅助化学刻蚀 2.
银是化 学 刻 蚀 中 常 用 的 另 一 种 催 化 剂。S.L.C e g hn 等
[1] 5

的研究表明, 将单晶硅片放入硝酸银与氟化氢的混合溶

化学刻蚀制备黑硅材料的研究现状及展望/李学铭等
液中, 0~5 密闭放置 1 于 0℃ 5~6 mn 可以得到 排 列 有 序 的 0 i, 硅纳米线阵列结构, 而硅表面的颜色也由反应前 光 亮 的 银 灰 () ( 为 () 如图 7 所示(a 为反 应 前;b) 反 应 后;c 为 色变为黑色, 。该 研 单晶硅基底上的硅纳米线阵列 的扫描 电镜断 面 图 像) 究所获 得 的 纳 米 线 直 径 在 3 纳 0~2 0n 之 间, 米 线 高 度 则 0 m 将其控制在几微 米 至 几 十 微 可以通过改变实验温度和时间, 米之间。

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而 笔 直的孔洞结构, 铂 粒 子 的 情 况 则 要 复 杂 一 些, 直 的 或 者 螺旋形的孔洞都会出现, 这说明铂粒子在刻蚀 过 程 中 可 以 任
4 才 意移动, 导 致 没 有 固 定 刻 蚀 方 向 的 弯 曲 孔 洞 产 生 [2]。 此 5 不同类型的金属对 刻 蚀 速 率 的 影 响 也 有 差 异 [4], 些 研 这 外,

究成果进一步拓宽了化学刻蚀制备黑硅的探 索 领 域, 其 低 为 规模化的生 产 及 应 用 提 供 了 更 多 选 择, 望 进 一 步 推 有 成本、 动黑硅制备技术的发展。

2  结语
关于黑硅的制备, 人们在不断的探索 过 程 中 逐 渐 形 成 了 一个共识: 对硅表 面 进 行 纳 米 尺 度 的 表 面 织 构 化, 有 效 控 可 制其吸收波段和反射率, 尤其是织构化后硅表 面 微 结 构 的 尺 更 寸小于入射光 的 波 长 时, 能 有 效 抑 制 表 面 反 射 率。 因 此,
[2] D. i等 5 设计了 一 种 实 现 完 整 晶 硅 片 表 面 的 抗 反 射 Q

反应尺度可控的湿法化学刻蚀就成为一种最 佳 选 择 方 法, 它 经 而 不仅操作简单、 济 高 效, 且 刻 蚀 过 程 都 是 从 被 蚀 物 的 表 进而 深 入 到 内 部, 别 适 合 用 于 固 体 材 料 的 表 特 面开始发生, 面形貌改性, 尤其是制作黑硅这样具有奇特微 纳 陷 光 结 构 的 材料。因此, 化学刻 蚀 制 备 黑 硅 具 有 良 好 的 发 展 前 景, 时 同 也有望成为黑硅规模化生产的一条重要途径。 纵观国内外的研究现状, 尽管湿法化 学 刻 蚀 制 备 黑 硅 已 经得到人们的广 泛 认 可, 其 研 究 才 刚 起 步, 需 对 黑 硅 的 但 还 湿法化学刻蚀制备技术展开系统的研究, 对刻 蚀 过 程 中 产 生 为高 效 硅 基 太 阳 电 的各种现象及科学问题进行深入的探讨, 池以及其他黑硅器件的发展和应用奠定基础。

分级结构制备的 简 便 方 法。 他 们 先 采 用 氢 氧 化 钾 在 硅 片 表 接着用化学沉积的方式将 银 纳 米 粒 子 面刻蚀出金字塔结构, 覆盖在硅表面作为催化剂, 将硅片放入氟化氢和 过 氧 化 氢 的 混合液中进行刻蚀, 最后除去银纳米粒子即可得 到 具 有 分 级 结 构 的 黑 硅 样 品。 图 8 为 刻 蚀 反 应 后 样 品 的 扫 描 电 镜 图 (a 为 KOH 刻蚀产生的硅金字塔;b 为银辅助刻蚀产生的 () () , () 插图为放大的扫描电 镜 图) 图 9 为 黑 硅 样 品(a 分级结构, () 为抛光硅片;b 为分级结构硅片) 的照片。

1. 3  其他金属粒子辅助化学刻蚀 2.
除了应用较多的 金、 粒 子 外, 究 人 员 也 进 行 了 新 的 银 研 结果 表 明, 铁、 钴、 等 金 属 粒 子 也 可 用 铂、 铜、 镍 尝试和探索, 于硅表面的纳米结 构 制 备
[3] 5

参考文献
1 Lu Y,i  ,W n   ,   . ra  a de h ne nrrd i   LuS a g Y e a Bodb n  n a cdifae tl l h bopino  e tsc n ae  irsrcue  l- i t srt  faf m oeo dlsr mcotutrdsi o i g a [] L srP y ,0 8,8 1 )1 4 (0 :1 8 c n J . ae h s2 0 1 o

。当金属粒子被用于辅助湿法

化学刻蚀时, 蚀 结 构 的 形 态 会 随 着 金 属 类 型 的 不 同 而 改 刻 变。如使用单独的银或金粒子来 辅助化 学 刻 蚀, 会 形 成 笔 硅

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材料导报 A: 综述篇  

上) 6 02 1 1  2 1 年 1 月( 第 2 卷第 1 期

2 T l B R,ae   ,M zrE,   . l o  ufc  op o u     C ryJE au   e a Si nsraem r h - l t l ic lge  tr e tsc n  sr rait n J .MR  u e n oisa e  m oeo d ae  rda o [] f f l i i SB l t , li 2 0 ,1 8 :2 0 6 3 ( )6 6 3 LuS, h   , i   ,t l L sr n ue   a m     e o - i  Z uJ LuY e  . ae  d cdp s a n h  r a i it f l m t no ufc   irsrcue ic n[ ] ae  et a o   srae mcotutrdsio J .M tr Lt , i f l ,2 2 )3 8 (3 :8 1 20 6 08 e   H Fna    ,   e a t l irsrcui  fsi n i 4 H rT  , ilyRJ WuC,   .Mcotutr go  l- c n wt e tsc n ae  uss[ ] pl P y   et o   ih f m oeo d lsr ple J .A p  h s Lt , 1 9 ,3 1 )1 7 9 8 7 (2 :6 3 5 V rb e   Y, u   Drc ra o  fbaksio  sn oo yv A  G oC.ietcet no lc   l nuig i ic f m oeo d ae ussJ . plS r c,0 1,5 (6) e tsc n  srple [ ] A p ufSi2 1 2 7 1 : l 79 21 “ 徐嘉 明, 宏 彦 . 黑 硅 ” 面 特 殊 锥 状 尖 峰 结 构 的 陈 表 6  吴文威, 制备及其光学模型仿真[] 中国激光,0 1,8 6 :6 3 2 J. 2 1 3 ( )0 0 0 9 7 M iH,W n   ,Y oJe  .eeo m n   o e f xbe e  a gC a  , a D vlp eto n vl l il tl f  e baksio [] O tC mm n 2 1 ,8 ( )1 7 lc  l n J . p o u ,0 1 2 4 4 :0 2 ic abrgo   Z ra V P gz sA e a Eeto et g d tl i 8 Breolu M,ob   , a oii  ,   . lcr w t n / a otutrdbaksio [ ] a g rpr e f mco i l po et so  ir n n srcue  lc  ic n J .L n - m i ,0 0,6 1 )1 0 7 u 2 1 2 (5 :3 0 r 9 Srhk   , at eS, ult ,   . eino oo ssi teleS B s d   G ie  e a D s  fpru  l- i l J tl i g [ ] M tr c nat e et nca n sfrsio  oa e s J . ae o  ni f c o  ot g o ic nslrcl rl i i l l SiE gB,0 0,97 :1 c n   2 0 6 - 0 8 1 M    , h uY C,a gN,t l W d - a d “ aksio ” 0 aLL Z o     J n   e  . ieb n b c  l n i a l ic bsdo  oo ssio [ ] A p  h s Lt ,0 6,8(7) ae  npru  l n J . plP y   et 2 0 8 1 : ic 110 797 史向华, 廖太长, . 空 化 物 理 化 学 综 合 法 制 备 发 等 声 1 刘小兵, 1 光多孔硅薄膜的微 结 构 与 发 光 特 性 [ ] 物 理 学 报,0 5,4 J. 20 5 ( )4 6 1 :1 谭 姚 等 电 1 刘 光 友, 兴 文, 金 才, . 化 学 制 备 薄 黑 硅 抗 反 射 膜 2 [] 物理学报,0 8,7 1 :1 J. 2 0 5 ( )5 4 tl 1 a sn   , ad nes H,eB e   ,   .  uvyo  h 3Jne y H G reir   d  or M e a Asre  nte ic rat e o   cigo  l o n mcoeh oo y[ ] J M - ec v  ne hn  fsi ni  irtc nlg J .   i i i t co eh Mcon ,9 6, ( )1 r m c  ire g 1 9 6 1 :4 1 Y oJS,Pr     ,G n o a h a   ,ta .lc  ic n 4 o   a m I O a g p d yy U e l Baksio l lyr o m t nfra p ct n nslr e sJ . oa  nr ae  r a o    pl a o   oa  l [] SlrE e - f i o i i i cl l g   ae oa e s2 0 ,0 1 - 9 :0 5 y M trSlrCl ,0 6 9 (81 )3 8 ,Y   ,Y  . lc  ufc tutrsfrcytln J l 1 Y oJ u G i Baksraesrcue o rsaie 5 o  sio  oa e sJ .M trSiE gB,0 9,5 - 6 :3 ic nslr l [] ae c n   2 0 1 91 0 3 3 l cl adS e  . a otutrdb c a l 1 BazH  , otV E,W r   ,t l N n srcue   ak 6 rn   M Y s     sio  n h  pia rf ca c fga e - es ysrae ic na dteot l e etneo rddd ni  ufcs l c  l t [] plP y  et2 0 ,4 2 )2 1 2 J .A p h sLt ,0 9 9 (3 :3 1 1 1 K m rD, r atv     , ig     , ta . ar a o  f 7 u a   Si saaS K Sn hP K e  F bi t no v l ci sio  a o ieary ae oa e  ihi po e  e - ic nn n wr rasbsdslrcl wt  m rvd pr l l fr a c [] SlrE eg   ae oa e s 2 1 ,5( ) o m neJ . oa  nr y M trSlrCl ,0 1 9 1 : l 25 1 1 Siatv     ,K m rD, hr a M,   . le aaye 8 r saaS K u a   S a m   e a S vrctlzd v tl i n n - etr go ic nsrae o oa e  pl a o s a otxui  fsio  ufcsfrslrcl a p ct n n l l i i [] SlrE eg   ae oa e s2 1 ,0 :3 J . oa  nr y M trSlrCl ,0 2 1 0 3 l 1 P n   , h   . i u a e u odd p s ina dfr a o 9 e g K Z uJ Sm l no sgl e oi o  n  m t n t t o i [ ]   lcra a  h m,0 3, o ic n n n wr ras J .J Eeto nl C e 2 0 fsio   a o ieary l 5 8:5 5 3 2 K y o   , rnt M  , tt m n   Bakn ne et g 0 o n vS Ba d   S Suz a n M. lc  o rf c n l i

sio  ufc o oa e s[ ] plP y   et 2 0 ,8 ic nsrae rslrcl J .A p  h s Lt ,0 6 8 l f l (0 :0 1 7 2 )2 3 0 tl it i 2 P n   , u A, h n   ,   . o l yo   ea a o at- 1 e g K L   Z a g R e a M ti  fm tln n pr c s n sio   n n ue   n orp  ic n ecig[ ] l    ic n a did cd ai toi sio  thn J . ei l s c l A vF nt M tr2 0 ,8 1 )3 2 d  u c   ae ,0 8 1 (9 :0 6 2 T e gS C, h n H  , u C C,ta . sn nr dd gl 2 sn     C e   L Y     e l U igitu e  od n n cutr s hgl  c v  aayt  o fbiae sio a olsesa ihy at e ctlss t ar t ic n i c l n n sa c t tutrse hb ig ecl n ih rpig a otl t esrcue  xii n   xe etl tta pn ai t l g [ ]E eg   nio  c,0 1, i a df l msinpo et s J . nr y E v nSi2 1 n  ede is  rpr e i o r 4:0 0 52 2 XaY, i   , h n   ,   .Xryp oolcrns eto 3 i   LuB Z o gS e a t l - a  hte to  pcr - e [ ] J Eeto soi  uiso lc  ic nfrslrcl J .  lcrn c p s de fbaksio  o oa e ct l l S etocRltP e o ,0 2,8 (11 )5 9 a pcrs  e  h n m 2 1 1 4 1 - 2 :8 a o 2 X   , iW, uJ e  . op oo yc nrli de is n 4 uL L   X   , t l M r hlg  oto f l msi  e rpr e fh hodrdS  n ary  bi tdb   oi i i n f c po et so  g - ree  i a oras ar ae  y m d- f d n n s hr ih ga h [ ] plS r  c,0 9,5 i  a op eel o rp y J .A p  ufSi 2 0 2 5 e t (0 :4 4 1 )5 1 2 S k ri M,Si o m   , e h   ,ta .Pe aa o  f 5 a ua   hm j a A H i i M e l rprt n o i s i m ssrcue i x n - rai  y r  im   ih odrd eotutrds o a eog n h bi f s wt   ree l c d l m co oe y e pae  l- se by J . a g u ,0 7, arprsb  m ltds f s m l [] L n m i 2 0 t e a r (1 :0 8 )1 7 8 2 2 3 u J P ta .C bl oie odrd b w - k t l 2 Xa X  ,T     ,e l o a   xd  ree   o lie 6 i  H aryf m  rprdb   eto e oi o  ho g   o oae ra l spe ae  ye crd p s intru h m nlyr i l t oytrn p eet m lt  n  l toho i  rpr e e i plsye es hr e pae a d e crcr mc po et s [] plM tr nef2 1 , ( )1 6 ,0 0 2 1 :8 J .A p   ae  tr I uG e a t l  ai   eh dt ar t l c 2 D n   , h n M,G   ,   .Afc e m to ofbiae 7 e gZ C e   Z O hl ws hrsa dte  htctlt  rpry[ ] J n  o o  p ee n hi p ooaay cpo et J . l r i P y  h m B,0 8,1 ( )1 h sC e   2 0 1 2 1 :6 2 L   ,H a gK, a  ,   . htl mnsec    - ae 8 iY u n   LiH e a P oou iecne f ibsd tl oS c n nt s ar ae  ya oi l mnu  xd e pae J . a o p  bi tdb  n d au ii m oiet m lt [ ] i f c A p ufSi2 1 ,5 (4 :0 7 plS r c,0 1 2 7 2 )1 6 1 a g D a g L e a . oto al ytei o   g t l s 2 L  ,W n   ,T n   ,  l C nrl bes nhs  f A 9 iX n nrd sn   oo s a oi l mnu   xd e pae a oo suig apru  n d au ii m oiet m lt c [] plS r c,0 9,5 (7 :5 9 J .A p ufSi2 0 2 5 1 )7 2 3 L  , o g K, T n   , t a . h  ar a o   f A 0 iX Dn   a g L e  l T e fbi t n o   g ci n nf ksary i  e - se by o   h  ufc  f a a o a e ras v sl as m l  n te srae o  n l a f a oi  u ii m oiet m lt [ ] plS r c,0 0, n d a mnu  xd e pae J .A p ufSi2 1 cl 2 6 9 :8 6 5 ( )2 5 3 Fae    ,S et a     ,S err C J e l Mco a 1 lvlB S w e m n M J hae    ,ta . irp - tendary fpru  l o :T w r esr  iitra tre  raso oo ssi n o adsnoybonef- ic csJ .A p   ae nef2 1 , ( )2 6 e [] plM tr tr ,0 1 3 7 :4 3 I 3 S n     , h n W J C e gC,   . oto al  bia 2 o g H S Z a g    , h n   e a C nrl be ar - tl l f c t n o  he - i es nlrda  n   a o i /ic n m - i  ftredm ni a ai Z O n n wr sio   i o o   l e l coo  y r  rh etrs J . rs r w h D s 2 1 ,1 rrdh bi aci cue [ ] C ytG o t  e ,0 1 1 d t ( )1 7 1 :4 3 T n   D, h nS,t l N vl o - o nw frsa   bi 3 o g H  C e   e  . o e tpd w  ae- cl f r- a ea   [ ] a o Lt , ct no igecytlsio   a o ie J .N n   et a o  fsnl rsa ic n n n wrs i l 2 0 , ( )1 1 0 9 9 3 :0 5 3 L e M,e nY,M o   ,   . o - o n ar a o     l 4 e   Jo   o nT e a T pd w   bi t no f l tl f c i fuy CMO - o pt l l o  a o ieary n hi itga Sc m a besi nn n wr rasa dte  ner - i ic r i t n noCMO   vreso  ls c J .N n ,0 1, ( ) i   t  oi S n etr npat [ ] a o 2 1 5 4 : i 22 69

化学刻蚀制备黑硅材料的研究现状及展望/李学铭等
3 H a gZ,F n   ,Z uJ ar a o  fsio  a o ie 5 un   a g H h   .F bi t no ic nn n wr ci l ary  ih c nrl d da ee , e gh,a d d ni [ ] ras wt  oto e  i m tr lnt l n   es y J . t A v M tr2 0 ,9 5 :4 d   ae ,0 7 1 ( )7 4 3 M k alB,EieB,X v r M,  l e  ic naci c 6 ihe  l   s ai   e a .N w sio  rh e - e t l t trsb  odas tdc e ia ecig[ ] pl M trI - ue ygl - si e h mcl thn J .A p   ae n s   tr ,0 1, (0 :8 6 ef2 1 3 1 )3 6 3 H a gJ C i mSY, a   H,t l F bia o    l o 7 u n   , ha    T n H  e  . ar t no si n a c i f ic s i n n wrswt  rc eda ee oto sn  ea a o o a o ie  ihpei   m tr nrl ig m tl n dt c u n ary sahr   akbokn   aei  nc e ia ecig rasa  ad m s  lcig m tr l  h mcl thn ai   [] C e M tr2 1 ,2 1 )4 1 J . h m  ae ,0 0 2 (3 :1 1 3 K oC Y, a   V prsl - o dgo t     ytln  - 8 u     G uC. a o - o dsl  r w ho c saie i i i fr l s l o  a o ie sn  n d  l mnu  xd e pae J . i nn n wrsuiga oi au ii m oiet m lt [ ] c c T i o dF m ,0 1,1 (1 :6 3 hnSl  i s2 1 5 9 1 )3 0 i l 3 Z a gZ,hmz   , ezS,  l ree  ihd ni  i 9 h n   Si iu T S n  e a .O drdhg - es yS t t [0 ] a o ieary p ai l r w  ybto  m r t 1 0 n n wr rasei xa ygo nb  ot mi pi t l n m to [] d   ae ,0 9,1 2 )2 2 eh d J .A v M tr2 0 2 (7 :8 4 陆平, 张卫国 . 硅基 AAO 模 板 法 制 备 纳 米 阵 列 研 究 4 姚素薇, 0 进展[] 化工进展,0 7,6 8 :0 8 J. 2 0 2 ( )1 8 4 H a g Z,Z a g X,Rih   ,ta .E tn e  raso 1 un   hn   e e M e l xe dd ary f c vr cl   inds b1 m da ee [0 ] i a o ie y et a ya g e u - 0n   m tr 1 0 S  n wrsb i l l i n m tl si e h mcl thn [ ] N n   et 2 0 , ( ) ea- s tdc e ia ecig J . a o Lt ,0 8 8 9 : a s   34 06 ee   enrP e a t l ea- s tdc e i a s 4 H a gZ,G yrN,W re  ,   .M tl si e h m - 2 un   cl thn  fsio :A rv w [ ] d   ae ,0 1,3 a  cig o ic n  ei J .A v M tr 2 1 2 e l e ( )2 5 2 :8 4 F n   ,WuY, h oJe  . i e  tls     e ar a 3 agH tl l c sn h f c   Z a  , a S vr aayi i t   bi - t n o ic n n n wr  ras[ ] a oeh , 0 6, 7 i  f sio   a o ie ary J .N ntc n 2 0 1 o l (5 :7 8 1 )3 6 4 H a gZ, hmz   , ezS,   . ree  raso et- 4 u n   Si iuT S n  e a O drdary fvr tl i cl  l nd [1 ]sio   a o ie  y s p rsig te a ya g e 1 0 ic n n n wrs b   u pesn  h l i l cytl ga hcl  rfre 〈0 〉 thn  iet n [ ] rsa o rpia ypeerd 1 0 ecig d c o s J . l l r i N n  et2 0 , ( )2 1 a oLt ,0 9 9 7 :5 9 tl 4 C a gS  , h a g V P, oe    ,   . esl ak d 5 h n   W C u n     BlsS T e a D neypc e ary fu r - ihapc- a osio  a o iefbiae raso l ahg - set t  ic n n n wr ar td t ri l c

·17· 4
uig bokc pl m r l h ga h   n   ea- si e   t sn   lc - o oy e i o rp y a d m tl s td e- t a s cig J .A vF nt M tr2 0 ,9 1 )2 9 hn [] d  u c   ae ,0 9 1 (5 :4 5 4 T o   ,Baz H  , a e M  ,ta .M l - cl ufc 6 orF rn   M P g   R e l u i a srae ts e txue o m rv   u  s o s   a o oo sbaksio etr    po eb e ep neo n n pru  c  l n ti l r f l ic slr e sJ .A p h sLt ,0 1,9 1 )1 3 0 oa  l [] plP y  et2 1 9 (0 :0 5 1 cl 4 Y eS, a a ooY, a a a H,   . o m t no oo s 7 a  K w m t   T n k   e a F r a o   pru tl i f sio  ym tl at l n a cdc e ia ecig n HFs - ic nb  ea  r c e h ne h mcl thn      l i o   p ie lt na d t pl a o   r f c n oa  l [] Eeto ui  n  sa p ct n o  f i t lr e sJ . lcr - o i i i f eie s cl c e  o u ,0 3, ( )6 2 h m C mm n 2 0 5 8 :3 4 K y o   , rnt M  , tt m n   Bak m l - rsa 8 o n vS Ba d   S Suz a n M. lc   u i yt- tc ln l o  oa e s J .P y ttsSl i2 0 , ( ) l esi nslrcl [ ] h sSau  o d ,0 7 1 2 : i ic l i R3 5 4 Nsik   ,H r aS, h a aK,   .A t e et ns b 9 iho aK oi   O di   e a t r t l ni f c o  u - rl i w vlnt  tutr  f ic n srae o m d y w t ae gh srcue o sio   ufc fr e  b   e e l rcs sn  aayi o  nl a os dgl at l J . s s z ie poesuigctls  f igen n - ie  odpr c [] ,0 8,2 8 :1 ( )9 9 SlrE eg   ae oa e s2 0 9 oa  nr y M trSlrCl l 5 W nD  , h n H  , h a gSY,   . sn   l- se 0 a   H C e   L C u n     e a U igs f s m- tl e a be  a o at lst ar aea d otmz u w vlnt ldn n pr c  ofbi t n   pi ies b ae gh ie c e [] JP y  h m C,0 8, txue  rcue   oa e sJ .  h sC e   2 0 etrds utrs nslr l t i cl 1 2 5 )2 5 7 1 (1 :0 6 5 C e g S L,C u g C  ,ta .  td  ftes nhs , 1 hn     h n   H e l A su y o h ytei s c aatr a o , n   nt so et a sio  a o iea - hrcei t n a dk e c  vr cl ic nn n wr  zi i i f i  l r ry n (0 ) i u srtsJ . lcrc e  o ,0 8,5 aso 0 1 S  btae []JEetoh mS c2 0 1 5 s (1 :7 1 1 )D 1 5 Q   ,L   ,X   ,ta .i pea poc o w frsa 2 iD u N u H e l Sm l p raht   ae- cl e [ ] ag u , sl- laig at e et e sio   ufc J .L n m i e c nn   ni f c v ic n srae f e rl i l r 2 0 ,5 1 )7 6 0 9 2 (4 :7 9 tl c i fi l 5 P n   ,H  , a   ,   . ar a o     nl- rsaie 3 e gK uJ Y nY e a F bi t no s gecytln sio  a o ie ysrthn    l o  ufc  ihctl - ic nn n wrsb  cacigasi nsrae wt aay l ic t  ea at lsJ .A vF nt M tr2 0 ,6 3 :8 i m tl r c [] d  u c   ae ,0 6 1 ( )3 7 c p ie 5 L  ,B h   W.M tl si e h mclecigi   / 4 iX o n P  ea- s tdc e ia thn n HF a s   rd cspru l n J .A p h sLt ,0 0 7 H2O po ue oo ssio [ ] plP y  et2 0 ,7 ic 2 (6 :5 2 1 )2 7

( 责任编辑   杨   霞 ) 檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸 ( m g ei mfo   rtpicpe a ua o s [ ] S r c, a nsu   mf s r ilscl lt n J . ufSi n r i c i 上接第 1 3 页) 2
3 张国英,张辉,等 .杂质对镁合金耐蚀性影响的电子理论研 4 究[] 物理学报,0 6,5 5 :4 9 J. 2 0 5 ( )2 3 小分子/原子与镁表面 相 互 作 用 的 第 一 性 原 理 研 究 3 李艳芳 . 5 [ ] 太原:太原理工大学,0 0 D . 21 解 3 吴广新,张捷宇,等 .H 在 M (0 1) 面 吸 附、 离 和 扩 6 g 00 表 散的第一原理研究[] 物理化学学报,0 8,4 1 :5 J. 2 0 2 ( )5 3 罗志成,张国英,等 .水在金属镁表面吸附的第一原理研究 7 [] 沈阳师范大学学报,0 0,8 2 :8 J. 2 1 2 ( )1 9 3 胡玉林 .A 在 M O(0 1) 吸 附 与 沉 积 的 第 一 性 原 理 研 8 g g 00 面 究[ ] 长沙:湘潭大学,0 7 D . 20 3 武健 .A 3S 和 A 3 M 广 义 平 面 层 错 能 及 稀 土 元 素 对 镁 层 9 l c l g 错能的影响[ ] 长沙:湘潭大学,0 1 D . 21 4 S ih A E. ufc ,nefc n   akn  u  nriso 0 mt     S rae itraea ds cigf l e ege  t at f 2 0 ,0 (4 :7 2 0 7 6 1 2 )5 6 4 W n   ,C e     , ta .Frt r cpe a ua o so 1 a g Y h n L Q e l i -pi ilscl lt n f n s c i t i - o n aya dsakn - al e ege   a nsu [] wnb u dr n   cigfu  nris nm g ei m J . t t i Sr M tr2 1 ,2 9 :4 c   ae ,0 0 6 ( )6 6 4 Pl m o M, orsFJ A e   , ta .T e m d n mc 2 au b   T re   , rsJR e l hr o y a i a d a n i  n et a o   fte A -H-M   yt m [ ] n   b ii oivs gt n o  h   l t i i J . g sse Clh d 2 0 ,1 4 :5 ap a ,0 7 3 ( )4 7 4 Oe    e k k ani P ah n   K m a i t r cpe 3 lgI V l o hty , hs at N  u t .Fr -pi il n i s suis o  l yn   n  i p f dte m d n mca uo s tde  n a oig a d sm li  hr o y a i  q e u l ie c e ia sait fcl u -, ic ,au iu -,yt u - h mcl tbi o a i m z - l mn m tim r ly c n   a d rnd pd m g ei ma o s [] A t  o ae ,0 0, n  o - o e  a nsu  ly J . caB m tr2 1 i l i ( )1 9 6 5 :6 8

( 责任编辑   林   芳)


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