MÉTODO DE FABRICACIÓN PARA UN SUSTRATO ANTI-REFLECTANTE.

Un método para producir un sustrato anti-reflectante, que comprende las etapas de:

(a) proporcionar un sustrato, en el que el sustrato es una oblea de silicio; (b) depositar una capa de silicio amorfo como una capa de sacrificio sobre el sustrato; (c) atacar la capa de silicio amorfo de sacrificio y el sustrato mediante ataque químico en soluciones, y retirar completamente la porción restante de la capa de silicio amorfo de sacrificio del sustrato, mediante las soluciones; (d) enjuagar el sustrato atacado con agua desionizada; (e) secar el sustrato enjuagado con gas nitrógeno; y (f) secar en horno el sustrato secado, para retirar un exceso de humedad, con lo que la etapa (c) comprende adicionalmente la etapa de realizar vibración ultrasónica mientras se ataca, para asegurar un ataque uniforme para asegurar que la superficie del sustrato anti-reflectante tenga un estado áspero.

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método de fabricación de un sustrato de oblea de silicio anti-reflectante y, más particularmente, a un método de fabricación de un sustrato de oblea de silicio anti-reflectante con una superficie muy áspera.

2. Descripción de la técnica relacionada

Actualmente, la fuente de energía de un dispositivo optoelectrónico procede de los electrones transferidos por conversión foto-eléctrica. Cuanto menor sea la proporción reflectante de luz del dispositivo (se absorbe más luz por la superficie del dispositivo), mayor será la intensidad que puede obtenerse. Por lo tanto, la investigación de métodos para producir capas anti-reflectantes de dispositivos optoelectrónicos con una alta eficacia anti-reflectante es muy importante.

Entre los métodos convencionales para recibir más luz, uno es potenciar la transmitancia de la luz incidente formando una membrana anti-reflectante sobre la superficie de los dispositivos optoelectrónicos, y otro es atacar el sustrato para aumentar el área superficial mediante los poros formados durante el ataque.

Hay diversos métodos para atacar la superficie del sustrato. El “ataque en seco de poli-silicio” sirve para formar una capa de poli-silicio sobre la primera oblea de silicio, y atacar mediante un sistema de ataque de plasma de alta densidad. Sin embargo, el sistema se usa muy raramente debido a su alto coste y se requieren etapas de preparación adicionales del material de poli-silicio. Por lo tanto, los inconvenientes del alto coste y que el proceso es complejo limitan el uso del método. El “ataque en húmedo de poli-silicio” tiene los mismos inconvenientes que el ataque en seco descrito anteriormente. Con referencia a la Figura 1, se muestran los resultados de la superficie tratada con sustrato con “ataque en seco de poli-silicio” y “ataque en húmedo de poli-silicio” por separado. La Figura 1A muestra la absorción de la superficie del sustrato de poli-silicio después del ataque en seco, y la Figura 1B muestra la de la superficie del sustrato de poli-silicio después del ataque en húmedo. Estos dos resultados solo muestran una mejor absorción a una longitud de onda de 700 nm. Esto indica que los dos métodos no son capaces de absorber la luz dentro de un amplio intervalo de longitud de onda, y esto podría ser también un inconveniente de estos métodos convencionales.

Otro método para tratar el sustrato es el “ataque en húmedo” de la superficie de la oblea de silicio directamente. No obstante, la superficie atacada no es adecuadamente lisa, porque el estado de ataque es difícil de controlar.

Se usa también un método electroquímico para formar capas anti-reflectantes directamente sobre los sustratos. En el método electroquímico, se aplica una premagnetización bajo la oblea, y se proporciona una dirección, con lo que la oblea se ataca. Sin embargo, el método incurre en los mismos defectos que los métodos de ataque en húmedo, es decir, es muy difícil de controlar el estado de ataque y solo se obtiene finalmente una superficie casi lisa.

Los métodos convencionales descritos anteriormente sufren la dificultad de controlar el estado de ataque y, de esta manera, aumentan la complejidad del proceso. Adicionalmente, los dispositivos producidos a partir del método convencional anterior pueden hacerse funcionar dentro de un estrecho intervalo de longitudes de onda, lo que significa que la eficacia reflectante de los dispositivos es alta, y la eficacia de transferencia de energía es baja, debido a que la mayor parte de la luz se refleja del dispositivo. De esta manera, una capa reflectante que tenga una alta absorción dentro de un amplio intervalo de longitudes de onda es beneficiosa para mantener la luz dentro del dispositivo. De esta manera, hay una necesidad urgente de una capa reflectante con alta absorción, y debe desarrollarse el método para fabricar la capa reflectante.

El documento WO 2004/023567 A es un documento que refleja el estado de la técnica.

Sumario de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar un método para producir un sustrato anti-reflectante, en el que el sustrato es una oblea de silicio. De acuerdo con la invención, se proporciona un método para producir un sustrato anti-reflectante que comprende las etapas de:

(a) proporcionar un sustrato, en el que el sustrato es una oblea de silicio;

(b) depositar una capa de silicio amorfo como una capa de sacrificio sobre el sustrato;

(c) atacar la capa de silicio amorfo de sacrificio y el sustrato mediante ataque químico en soluciones, y retirar completamente la parte restante de la capa de silicio amorfo de sacrificio del sustrato, mediante las soluciones;

(d) enjuagar el sustrato atacado con agua desionizada;

(e) secar el sustrato enjuagado con gas nitrógeno; y

(f) secar en horno el sustrato secado para retirar un exceso de humedad, con lo que la etapa (c) comprende adicionalmente la etapa de realizar vibración ultrasónica mientras se ataca, para asegurar un ataque uniforme para asegurar que la superficie del sustrato anti-reflectante tenga un estado áspero.

Para depositar la capa de silicio amorfo sobre el sustrato, el método de deposición adecuado de la presente invención no está limitado. Preferentemente, puede realizarse deposición física en fase vapor (PVD) o deposición química en fase vapor (CVD) en la etapa (b). El espesor de la capa de silicio amorfo depositada sobre sustrato en la etapa (b) no está limitado, aunque preferentemente es un espesor de 0,5 m-5 m.

Las soluciones de ataque químico en la etapa (c) de la presente invención se usan para atacar la capa de silicio amorfo. La superficie del sustrato se ataca también porque la capa de silicio amorfo del sustrato se forma como una capa de sacrificio y la capa de silicio amorfo finalmente se retira completamente. Las soluciones usadas en el ataque puede ser cualquier solución química. Preferentemente, las soluciones son ácido fluorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico o una mezcla de los mismos.

El reflectante del sustrato anti-reflectante producido por el método de la presente invención puede ser menor del 1%, y la tasa de absorción del sustrato anti-reflectante preferentemente es del 70% al 90%, en un intervalo de longitud de onda de 300 nm-900 nm; y, más preferentemente, la tasa de absorción es mayor del 80% en un intervalo de longitud de onda de 400 nm-800 nm.

La presente invención desvela un método sencillo de fabricación de un sustrato anti-reflectante, y la reflectancia de luz es menor que la de cualquier sustrato anti-reflectante o capa anti-reflectante producida por métodos convencionales. De esto se deduce que la eficacia de la transferencia de energía de los presentes sustratos antireflectantes es mayor que la de los sustratos anti-reflectantes convencionales.

Otros objetos, ventajas y nuevas características de la invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, cuando se toma junto con los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1A muestra la absorción del sustrato de poli-silicio después del ataque en seco; La Figura 1B muestra la absorción de la superficie del sustrato de poli-silicio después del ataque en húmedo; La Figura 2 muestra la absorción de sustrato de silicio con una estructura porosa producida mediante la presente invención en el Ejemplo 1; La Figura 3 representa los datos observados por SEM en el Ejemplo 2, la Figura 3 (a) es la morfología de un sustrato de poli-silicio convencional con estructura porosa a una proporción 1.0000X y la Figura 3 (b) muestra la morfología de sustrato de silicio con la estructura porosa a una proporción 10.000X; La Figura 4 representa la morfología superficial del ejemplo 3 por AFM, la Figura 4 (a) representa la morfología superficial de un sustrato de poli-silicio convencional con estructura porosa, y la Figura 4 (b) muestra la morfología superficial de la presente invención; La Figura 5 representa la reflectancia tanto del sustrato de poli-silicio convencional con estructura porosa (curva A) como del sustrato de silicio con estructura porosa (curva B) en el Ejemplo 4; La Figura 6 ilustra los resultados de reflectancia de los sustratos que tienen diferentes capas anti-reflectantes en el Ejemplo 4; y La Figura 7 muestra la eficacia cuántica externa del sustrato de poli-silicio convencional con estructura... [Seguir leyendo]

1. Un método para producir un sustrato anti-reflectante, que comprende las etapas de:

(a) proporcionar un sustrato, en el que el sustrato es una oblea de silicio;

(b) depositar una capa de silicio amorfo como una capa de sacrificio sobre el sustrato;

(c) atacar la capa de silicio amorfo de sacrificio y el sustrato mediante ataque químico en soluciones, y retirar completamente la porción restante de la capa de silicio amorfo de sacrificio del sustrato, mediante las soluciones;

(d) enjuagar el sustrato atacado con agua desionizada;

(e) secar el sustrato enjuagado con gas nitrógeno; y

(f) secar en horno el sustrato secado, para retirar un exceso de humedad, con lo que la etapa (c) comprende adicionalmente la etapa de realizar vibración ultrasónica mientras se ataca, para asegurar un ataque uniforme para asegurar que la superficie del sustrato anti-reflectante tenga un estado áspero.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la deposición física en fase vapor (PVD) o la deposición química en fase vapor (CVD) se realiza en la etapa (b).

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de silicio amorfo de sacrificio, depositada en la etapa (b), tiene un espesor de 0,5 m-5 m.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las soluciones de ataque químico en la etapa (c) son ácido fluorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fosfórico o mezclas de los mismos.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la reflectancia eficaz del sustrato anti-reflectante producido de esta manera es menor del 1%.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la absorción del sustrato anti-reflectante producido de esta manera es del 70% al 90%, en un intervalo de longitud de onda de 300 nm-900 nm.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la absorción del sustrato anti-reflectante producido de esta manera es mayor del 80%, en un intervalo de longitud de onda de 400 nm-800 nm.