專利名稱：抗反射層基板及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種抗反射層基板，尤指一種具有高粗糙度表面的抗反射層基板。
背景技術(shù)：
一般光電組件能量的來源是利用光電效應(yīng)產(chǎn)生電子，使光能轉(zhuǎn)換成電能，因此所使用的組件可反射出的光越少(也就是吸收到越多的光)，則可獲得越高量的能量。因此高效率抗反射層的制作在光電組件中為非常重要的技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)中常以抗反射膜來增加入射光在光電組件表面的穿透率，或是直接于基板上進行蝕刻，以期利用蝕刻出的孔隙來增加吸收光的表面積。
在基板表面進行直接蝕刻的方法包括以下數(shù)種?！皬?fù)晶硅干式蝕刻”是于一復(fù)晶硅膜上形成一熱氧化層，輔以高密度電漿蝕刻系統(tǒng)進行蝕刻，但礙于此設(shè)備不普及，且需額外制備復(fù)晶材料，因此在機臺成本與制程復(fù)雜的問題上即難以克服。另外，“復(fù)晶濕式蝕刻”同樣遇到與干式蝕刻相同的難題。而利用上述二種方式進行的蝕刻方式，所得到的吸收率如圖1所示，其中圖1A為復(fù)晶硅干式蝕刻后的基板表面吸收率，圖1B為復(fù)晶濕式蝕刻后，兩者同樣在波長700nm時才有一較佳的吸收特性，無法達到廣泛波長范圍的吸收，因此在應(yīng)用上受到限制。
“直接濕式蝕刻法”即是在硅晶圓基板上直接進行濕式蝕刻，但是因為蝕刻的程度不易控制，所以容易造成基板表面的過度蝕刻，而使得表面粗糙的程度最后趨于平緩。
另外還有一種直接于基板表面制造抗反射層的方法，即利用“電化學(xué)”方式，在晶圓下方通以偏壓，給予一方向性，直接對硅晶圓作電化學(xué)蝕刻。但是此方法所易發(fā)生的缺點一樣，容易造成基板表面的過度蝕刻，而使得表面粗糙的程度最后趨于平緩。
上述所提及的直接蝕刻方式因無法控制蝕刻程度而使制程難度增加，且利用上述所制備出的組件，其具高吸收率的波長范圍較窄小，在實際使用上較不具效率。因此，開發(fā)一種可在大范圍波長中均具有高吸收率的抗反射層，以及制作此抗反射層的方法，將得以解決上述技術(shù)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種具有抗反射層的基板，其可在大范圍波長中均具有高吸收率的抗反射層，以及制作此抗反射層的方法較為簡單。
本發(fā)明是揭示一種具有抗反射層基板的制作方法，其特征在于，包括(a)提供一基板；(b)沉積一非晶硅層于該基板上；以及(c)以一蝕刻液蝕刻該非晶硅層及該基板，且該非晶硅層是被該蝕刻液所移除。
其中該步驟(a)中的該基板是硅基板，玻璃基板，金屬基板或塑料基板。
其中該步驟(a)中的該基板是硅晶圓。
其中該步驟(b)中的該沉積方式是為物理氣相沉積法或是化學(xué)氣相沉積法。
其中該步驟(b)中該非晶硅層的厚度范圍為0.5μm-5μm。
其中該步驟(c)中的該蝕刻液是氫氟酸、硫酸、硝酸、鹽酸或磷酸。
其中該抗反射層的反射率范圍在1％以下。
其所制備出的該抗反射層基板在吸光值300nm-900nm時，其吸收率范圍在70％-90％之間。
其所制備出的該抗反射層基板在吸光值400nm-800nm時，其吸收率范圍在80％以上。
本發(fā)明一種具有抗反射層的基板，其特征在于，其是以下列方法制備，步驟包括(c)提供一基板；(b)沉積一非晶硅層于該基板上；以及(c)蝕刻該非晶硅層及該基板。
其中該步驟(a)中的該基板是硅基板，玻璃基板，金屬基板或塑料基板。
其中該步驟(a)中的該基板是一硅晶圓。
其中該步驟(b)中的該沉積方式是為物理氣相沉積法或是化學(xué)氣相沉積法。
其中該步驟(b)中該非晶硅層的厚度范圍為0.5μm-5μm。
其中該步驟(c)中的該蝕刻液是氫氟酸、硫酸、硝酸、鹽酸或磷酸。
其中該抗反射層的反射率范圍在1％以下。
其該抗反射層在吸光值300nm-900nm時，其吸收率范圍在70％-90％之間。
其該抗反射層在吸光值400nm-800nm時，其吸收率范圍在80％以上。
本發(fā)明所提供的制備抗反射層的方法，步驟簡單，且可獲得的效果優(yōu)于一般現(xiàn)有的抗反射膜。


為進一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中圖1A是背景技術(shù)中，以復(fù)晶硅干式蝕刻法進行蝕刻后，基板的吸收光譜。
圖1B是背景技術(shù)中，以復(fù)晶濕式蝕刻法進行蝕刻后，基板的吸收光譜。
圖2是本發(fā)明實施例1中抗反射基板的吸收光譜。
圖3是本發(fā)明實施例2的掃瞄式電子顯微鏡結(jié)果圖；(a)為傳統(tǒng)多孔硅結(jié)構(gòu)倍率(1,000X)，以及(b)本發(fā)明結(jié)構(gòu)倍率(10,000X)。
圖4是本發(fā)明實施例3的原子力顯微鏡；(a)為傳統(tǒng)多晶硅基板所形成的孔洞結(jié)構(gòu)表面；(b)為本發(fā)明結(jié)構(gòu)表面。
圖5是實施例4中，本發(fā)明抗反射基板與傳統(tǒng)多孔硅抗反射基板的抗反射率比較圖。
圖6是實施例4中，本發(fā)明抗反射基板與不同材料制備的抗反射基板的抗反射率比較圖。
圖7是實施例5中，本發(fā)明抗反射基板、濕式蝕刻晶圓以及傳統(tǒng)多孔硅抗反射基板所獲的外部量子效率比較。
具體實施例方式
實施例1以一硅基板作為本發(fā)明方法的范例。首先，由物理氣相沉積系統(tǒng)在溫度為70℃-90℃的條件下，沉積一層厚度約為1μm的非晶硅薄膜，此非晶硅薄膜并將作為一種犧牲層。接著再利用硅蝕刻液(HFHNO3)進行多孔硅的蝕刻。在蝕刻期間，同時輔以超音波震動以維持表面的蝕刻均勻性及表面粗糙度。
接著再以去離子水進行試片沖洗，再用氮氣吹干，最后進行烘烤將殘余水氣去除，此即完成抗反射層的制備。
另外，提供一傳統(tǒng)多孔硅(porous silicon)，而此多孔硅是于晶圓上沉積一層非晶硅，的后做退火再結(jié)晶處理，而形成多晶硅膜，接著同樣以上述方式進行蝕刻制備成抗反射基板，以作為比較組。
圖2為非晶硅薄膜經(jīng)蝕刻后所完成基板的表面吸收率。
實施例2為測試實施例1中所完成基板的抗反射效果，于本例中進一步以掃瞄式電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)來進行檢測。
掃瞄式電子顯微鏡是利用電子槍產(chǎn)生電子束，透過電磁透鏡所組成的電子光學(xué)系統(tǒng)，使其聚集成微小的電子束照射至試片表面，并將表面產(chǎn)生的訊號加以收集經(jīng)放大處理后，輸入到同步掃瞄的陰極射線管，以顯示試片的表面影像。
將實施例1中所揭示的非晶硅薄膜基板與多晶硅基板，進行SEM檢測后，結(jié)果如圖3所示。圖3顯示(a)為傳統(tǒng)多孔硅結(jié)構(gòu)倍率(1,000X)，以及(b)硅內(nèi)晶?？锥唇Y(jié)構(gòu)倍率(10,000X)。由結(jié)果可知在基板上沉積一層非晶硅薄膜后，進行蝕刻后的表面可得到均勻的高亂度表面。
實施例3為測試實施例1中所完成基板的抗反射效果，于本例中進一步以原子力顯微鏡(atomic force microscope)來進行檢測。原子力顯微鏡常用于檢測材料表面，其主要基本原理為使用特制的微小探針，來偵測微小探針與試片表面之間的原子力或近場電磁波等交互作用，然后在使用一個具有三軸位移的壓電陶瓷掃描儀，讓探針在試片表面做前后掃描偵測表面型態(tài)。
將實施例1中所揭示的非晶硅薄膜基板與多晶硅基板，進行AFM檢測后，結(jié)果如圖4所示。其中圖4(a)為傳統(tǒng)多晶硅基板所形成的孔洞結(jié)構(gòu)表面；圖4(b)為非晶硅內(nèi)晶?？锥唇Y(jié)構(gòu)表面。由結(jié)果亦可看出，非晶硅薄膜基板被蝕刻后所形成的凹凸表面，比傳統(tǒng)多晶硅基板的表面更均勻，此均勻的凹凸表面有助于光的折射與散射，進而可不反射出光線，而達到抗反射的效果。
實施例4為測試實施例1中所完成基板的抗反射效果，于本例中進一步以分子螢光光譜儀(fluorescence spectrometer)來進行檢測。
圖5與圖6為利用分子螢光光譜儀進行反射率分析的光譜圖數(shù)據(jù)。本例中使用不同材料的抗反射基板來與實施例1的本發(fā)明基板進行比較。其中，圖5是本發(fā)明基板與傳統(tǒng)多孔硅基板的反射率比較。由結(jié)果圖可觀察到傳統(tǒng)多孔硅基板在300-800nm波長的范圍中，所造成的反射率約在10％左右，且呈現(xiàn)出一非常不穩(wěn)定的反射現(xiàn)象；然而，本發(fā)明基板則一直維持在1％以下，從波長300nm一直到800nm，其反射率均穩(wěn)定的維持在1％以下。
圖6中，為本發(fā)明方法所制備出的抗反射基板，以及其它已知的抗反射基板，如PECVD Oxide為電漿輔助化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的氧化硅、PECVD Nitride為電漿輔助化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的氮化硅、sputter oxide為濺鍍沉積的氧化硅；thermal oxide則代表熱成長的氧化硅，以及如實施例1所述的傳統(tǒng)多孔硅的抗反射基板等的反射率比較。由圖6可以觀察到不同波長下的各個材料的反射率，而其中只有本發(fā)明的抗反射基板可于300-900nm不同波長下，有低于1％的反射率，證實本發(fā)明方法可制備出具有高吸光率的抗反射層。
實施例5以外部量子效率來檢測實施例1中所完成基板的抗反射效果。除了本發(fā)明方法所制備出的抗反射基板外，另外包括濕式蝕刻晶圓以及傳統(tǒng)多孔硅抗反射基板，皆列為對照組進行測試。
由圖7結(jié)果可看出，本發(fā)明抗反射基板的外部量子效率在300-900nm之間皆遠(yuǎn)高于90％，此結(jié)果可明顯看出優(yōu)于另外的傳統(tǒng)多孔硅抗反射基板以及濕式蝕刻晶圓。
上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請專利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實施例。
權(quán)利要求
1.一種具有抗反射層基板的制作方法，其特征在于，包括(a)提供一基板；(b)沉積一非晶硅層于該基板上；以及(c)以一蝕刻液蝕刻該非晶硅層及該基板，且該非晶硅層是被該蝕刻液所移除。
2.如權(quán)利要求1所述的具有抗反射層基板的制作方法，其特征在于，其中該步驟(a)中的該基板是硅基板，玻璃基板，金屬基板或塑料基板。
3.如權(quán)利要求1所述的具有抗反射層基板的制作方法，其特征在于，其中該步驟(a)中的該基板是硅晶圓。
4.如權(quán)利要求1所述的具有抗反射層基板的制作方法，其特征在于，其中該步驟(b)中的該沉積方式是為物理氣相沉積法或是化學(xué)氣相沉積法。
5.如權(quán)利要求1所述的具有抗反射層基板的制作方法，其特征在于，其中該步驟(b)中該非晶硅層的厚度范圍為0.5μm-5μm。
6.如權(quán)利要求1所述的具有抗反射層基板的制作方法，其特征在于，其中該步驟(c)中的該蝕刻液是氫氟酸、硫酸、硝酸、鹽酸或磷酸。
7.如權(quán)利要求1所述的具有抗反射層基板的制作方法，其特征在于，其中該抗反射層的反射率范圍在1％以下。
8.如權(quán)利要求1所述的具有抗反射層基板的制作方法，其特征在于，其所制備出的該抗反射層基板在吸光值300nm-900nm時，其吸收率范圍在70％-90％之間。
9.如權(quán)利要求1所述的具有抗反射層基板的制作方法，其特征在于，其所制備出的該抗反射層基板在吸光值400nm-800nm時，其吸收率范圍在80％以上。
10.一種具有抗反射層的基板，其特征在于，其是以下列方法制備，步驟包括(c)提供一基板；(b)沉積一非晶硅層于該基板上；以及(c)蝕刻該非晶硅層及該基板。
11.如權(quán)利要求10所述的具有抗反射層的基板，其特征在于，其中該步驟(a)中的該基板是硅基板，玻璃基板，金屬基板或塑料基板。
12.如權(quán)利要求10所述的具有抗反射層的基板，其特征在于，其中該步驟(a)中的該基板是一硅晶圓。
13.如權(quán)利要求10所述的具有抗反射層的基板，其特征在于，其中該步驟(b)中的該沉積方式是為物理氣相沉積法或是化學(xué)氣相沉積法。
14.如權(quán)利要求10所述的具有抗反射層的基板，其特征在于，其中該步驟(b)中該非晶硅層的厚度范圍為0.5μm-5μm。
15.如權(quán)利要求10所述的具有抗反射層的基板，其特征在于，其中該步驟(c)中的該蝕刻液是氫氟酸、硫酸、硝酸、鹽酸或磷酸。
16.如權(quán)利要求10所述的具有抗反射層的基板，其特征在于，其中該抗反射層的反射率范圍在1％以下。
17.如權(quán)利要求10所述的具有抗反射層的基板，其特征在于，其該抗反射層在吸光值300nm-900nm時，其吸收率范圍在70％-90％之間。
18.如權(quán)利要求10所述的具有抗反射層的基板，其特征在于，其該抗反射層在吸光值400nm-800nm時，其吸收率范圍在80％以上。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種具有抗反射層的基板，以及其制作方法，其中方法包括(a)提供一基板；(b)沉積一非晶硅層(amorphous Silicon)于基板上；以及(c)以一蝕刻液蝕刻非晶硅層及基板，且非晶硅層是被蝕刻液所移除。
文檔編號H01L21/02GK1971950SQ20051012484
公開日2007年5月30日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月22日
發(fā)明者林烱暐, 鄧建甫, 陳易良 申請人:大同股份有限公司