CN103854996A - 抗反射基板结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种抗反射基板结构及其制作方法。提供一硅晶片。硅晶片具有一第一粗糙表面。形成一抗反射光学膜于硅晶片上。抗反射光学膜共形地覆盖第一粗糙表面。对抗反射光学膜进行一表面处理，以使抗反射光学膜具有一亲水性表面。亲水性表面相对远离硅晶片。于抗反射光学膜的亲水性表面上滴上一胶体溶液。胶体溶液包括一溶液以及多个纳米球。纳米球附着于亲水性表面上。以纳米球为蚀刻掩模，对抗反射光学膜的亲水性表面进行一蚀刻制作工艺，而形成一第二粗糙表面。第二粗糙表面的粗糙度不同于第一粗糙表面的粗糙度。
Description
技术领域
本发明涉及一种基板结构及其制作方法，且特别是涉及一种抗反射基板结构及其制作方法。
背景技术
一般来说，硅晶片本身因其结晶方式的不同而具有不同的方向性。具有单一方向的硅晶片可通过蚀刻的过程，通过局部蚀刻所产生的差异性来于硅晶片的表面形成规则变化的金字塔结构。然而，所形成的规则变化的金字塔结构对于入射光反射率仍然偏高，其主要是因为受限于金字塔结构的光滑表面与规则角度变化，使得宽频谱反射率无法有效降低。
为了解决上述的问题，现有于硅晶片上可再沉积一层抗反射光学膜。此抗反射光学膜是以一均匀厚度设置于硅晶片上，意即抗反射光学膜是以共形（conformal）方式设置于硅晶片表面的金字塔结构上。因此，当入射光与抗反射光学膜的界面产生局部性破坏性干涉时，固定膜厚的抗反射光学膜仍仅对特定波长的光产生效果。故，不同波长的光还是具有较高的反射率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗反射基板结构，其可降低不同波长的入射光的反射率。
本发明的再一目的在于提供一种抗反射基板结构的制作方法，用以制作上述的抗反射基板结构。
为达上述目的，本发明提出一种抗反射基板结构的制作方法，其包括下述步骤。提供一硅晶片，硅晶片具有一第一粗糙表面。形成一抗反射光学膜于硅晶片上，抗反射光学膜共形地覆盖第一粗糙表面。对抗反射光学膜进行一表面处理，以使抗反射光学膜具有一亲水性表面，其中亲水性表面相对远离硅晶片。于抗反射光学膜的亲水性表面上滴上一胶体溶液，其中胶体溶液包括一溶液以及多个纳米球。纳米球附着于亲水性表面上。以纳米球为蚀刻掩模，对抗反射光学膜的亲水性表面进行一蚀刻制作工艺，而形成一第二粗糙表面，其中第二粗糙表面的粗糙度不同于第一粗糙表面的粗糙度。
在本发明的一实施例中，上述的提供硅晶片的步骤，包括：提供一单晶硅硅晶片基材；以及对单晶硅硅晶片基材的一表面进行一蚀刻制作工艺，而形成具有第一粗糙表面的硅晶片。
在本发明的一实施例中，上述的硅晶片为一多晶硅硅晶片。
在本发明的一实施例中，上述的形成抗反射光学膜的方法包括等离子体辅助化学气相沉积法、物理蒸镀法或物理溅镀法。
在本发明的一实施例中，上述的抗反射光学膜的材质包括氮化硅、氧化铝、硫化锌、氟化镁或二氧化钛。
本发明的一实施例中，上述的表面处理包括以一氧等离子体进行。
在本发明的一实施例中，上述的氧等离子体的氧气流量介于1sccm至100sccm之间，处理时间介于20秒至2000秒之间，而能量介于20mW/cm2至500mW/cm2。
在本发明的一实施例中，上述的溶液包括甲醇与水。
在本发明的一实施例中，上述的每一纳米球的材质包括聚苯乙烯。
在本发明的一实施例中，上述的每一纳米球的粒径介于100纳米至1000纳米之间。
在本发明的一实施例中，上述的蚀刻制作工艺为一反应式离子蚀刻制作工艺。
在本发明的一实施例中，上述的抗反射光学膜的厚度介于100纳米至1000纳米之间。
在本发明的一实施例中，上述的第一粗糙表面的粗糙度介于100纳米至10000纳米之间。
在本发明的一实施例中，上述的第二粗糙表面的粗糙度介于10纳米至100纳米之间。
本发明还提出一种抗反射基板结构，其包括一硅晶片以及一抗反射光学膜。硅晶片具有一第一粗糙表面。抗反射光学膜配置于硅晶片上，且覆盖第一粗糙表面。抗反射光学膜具有一第二粗糙表面，且第二粗糙表面的粗糙度不同于第一粗糙表面的粗糙度，且第二粗糙表面具有亲水性。
在本发明的一实施例中，上述的硅晶片包括一多晶硅硅晶片或一已蚀刻的单晶硅硅晶片。
在本发明的一实施例中，上述的抗反射光学膜的材质包括氮化硅、氧化铝、硫化锌、氟化镁或二氧化钛。
在本发明的一实施例中，上述的第一粗糙表面的粗糙度介于100纳米至10000纳米之间。
在本发明的一实施例中，上述的第二粗糙表面的粗糙度介于10纳米至100纳米之间。
基于上述，由于本发明是通过以纳米球来作为蚀刻掩模，对具有均匀膜厚的抗反射光学膜进行一蚀刻制作工艺，而形成具有第二粗糙表面的抗反射光学膜。因此，当不同波长的入射光照射至抗反射光学膜时，抗反射光学膜的第二粗糙表面会与入射光产生破坏性干涉，而不是仅对特定波长的入射光产生破坏性的干涉。故，本发明的抗反射基板结构具有较佳的抗反射能力且可应用的范围较广。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1A至图1E为本发明的一实施例的一种抗反射基板结构的制作方法的剖面示意图；
图2A至图2B为图1A的一实施例的一种硅晶片的制作方法的剖面示意图。
主要元件符号说明
10：滴具
100：抗反射基板结构
110：硅晶片
110a：单晶硅硅晶片基材
112：第一粗糙表面
112a：表面
120、120a：抗反射光学膜
122：第二粗糙表面
122a：亲水性表面
130：胶体溶液
132：溶液
134：纳米球
T：厚度
具体实施方式
图1A至图1E绘示本发明的一实施例的一种抗反射基板结构的制作方法的剖面示意图。请参考图1A，依照本实施例的抗反射基板结构的制作方法，首先，提供一硅晶片110，其中硅晶片110具有一第一粗糙表面112。在本实施例中，硅晶片110可例如是一多晶硅硅晶片；或者是，如图2A至图2B所示，是由一单晶硅硅晶片基材110a，且通过一蚀刻制作工艺对单晶硅硅晶片基材110a的一表面112a进行蚀刻，而形成具有第一粗糙表面112的硅晶片110，于此并不加以限制。此处，第一粗糙表面112的粗糙度介于100纳米至10000纳米之间，且此第一粗糙表面112的轮廓例如一规则且连续的金字塔结构。
接着，请参考图1B，形成一抗反射光学膜120a于硅晶片110上，其中抗反射光学膜120a共形地覆盖硅晶片110的第一粗糙表面112。此时，抗反射光学膜120a是以一均匀厚度设置于硅晶片110上，其中抗反射光学膜120a的厚度T介于100纳米至1000纳米之间。此处，形成抗反射光学膜120a的方法例如是等离子体辅助化学气相沉积法、物理蒸镀法或物理溅镀法，而抗反射光学膜120a的材质例如是氮化硅、氧化铝、硫化锌、氟化镁或二氧化钛。
接着，请再参考图1B，对抗反射光学膜120a进行一表面处理，以使抗反射光学膜120a具有一亲水性表面122a，其中亲水性表面122a相对远离硅晶片110。此处，表面处理例如是以一氧等离子体进行，其中氧等离子体的氧气流量介于1sccm至100sccm之间，处理时间介于20秒至2000秒之间，而能量介于20mW/cm2至500mW/cm2。
接着，请参考图1C，于抗反射光学膜120a的亲水性表面122a上通过一滴具10滴上一胶体溶液130，其中胶体溶液130包括一溶液132以及多个纳米球134。特别是，纳米球134附着于抗反射光学膜120a的亲水性表面122a上。此处，溶液132例如是甲醇与水，而纳米球134的材质例如是聚苯乙烯，且每一纳米球134的粒径例如是介于100纳米至1000纳米之间。
由于本实施例的抗反射光学膜120a是共形地覆盖在硅晶片110的第一粗糙表面112上，因此若采用其他方式，如旋转涂布法，则胶体溶液130会因为离心力的关系而仅局部设置于抗反射光学膜120a的亲水性表面122a上。故，为了避免上述的情况发生，本实施例是采用滴入法的方式将胶体溶液130滴在抗反射光学膜120a上。如此一来，可确保抗反射光学膜120a的亲水性表面122a皆有胶体溶液130。
之后，请同时参考图1D与图1E，以纳米球134为蚀刻掩模，对抗反射光学膜120a的亲水性表面122a进行一蚀刻制作工艺，而形成一具有第二粗糙表面122的抗反射光学膜120，其中第二粗糙表面122的粗糙度不同于第一粗糙表面112的粗糙度。此时，第二粗糙表面122的轮廓为一连续且不规则变化的金字塔结构，且抗反射光学膜120a是以一不均匀的厚度配置于硅晶片110上。蚀刻制作工艺例如是一反应式离子蚀刻制作工艺，而第二粗糙表面122的粗糙度例如是介于10纳米至100纳米之间。
需说明的是，在进行蚀刻制作工艺的步骤中，胶体溶液130中的溶液132以及纳米球134会随着蚀刻制作工艺的结束而移除。当然，若有纳米球134于蚀刻制作工艺后还附着于抗反射光学膜120上，也可依据使用需求而通过超音波振洗来移除纳米球134；或者是，于未绘示的实施例中，也可将纳米球134保留于抗反射光学膜120上。上述实施例仍属于本发明可采用的技术方案，不脱离本发明所欲保护的范围。至此，以完成抗反射基板结构100的制作。
由于本实施例是通过以纳米球134来作为蚀刻掩模，对具有均匀膜厚的抗反射光学膜120a进行蚀刻制作工艺，而形成具有第二粗糙表面122的抗反射光学膜120。也就是说，经过蚀刻制作工艺后的抗反射光学膜120是以一不均匀的厚度配置于硅晶片110上。因此，当不同波长的入射光（未绘示）照射至抗反射光学膜120时，抗反射光学膜120的第二粗糙表面122会与入射光产生破坏性干涉，而不是仅对特定波长的入射光产生破坏性的干涉。故，本实施例的抗反射基板结构100可具有较佳的抗反射能力且可应用的范围较广。
在结构上，请再参考图1E，本实施例的抗反射基板结构100包括硅晶片110以及抗反射光学膜120。硅晶片110具有第一粗糙表面112。抗反射光学膜120配置于硅晶片110上，且覆盖第一粗糙表面112。抗反射光学膜120具有第二粗糙表面122，且第二粗糙表面122的粗糙度不同于第一粗糙表面112的粗糙度，且第二粗糙表面122具有亲水性。此处的硅晶片110例如是一多晶硅硅晶片或一已蚀刻的单晶硅硅晶片，于此并不加以限制。再者，第一粗糙表面112的粗糙度例如是介于100纳米至10000纳米之间，第二粗糙表面122的粗糙度例如是介于10纳米至100纳米之间。此外，抗反射光学膜120的材质例如是氮化硅、氧化铝、硫化锌、氟化镁或二氧化钛。
由于本实施例的抗反射基板结构100的抗反射光学膜120具有第二粗糙表面122，且第二粗糙表面122的粗糙度不同于第一粗糙表面112的粗糙度。因此，当不同波长的入射光（未绘示）照射至抗反射光学膜120时，抗反射光学膜120的第二粗糙表面122会与入射光产生破坏性干涉，而不是仅对特定波长的入射光产生破坏性的干涉。故，本实施例的抗反射基板结构100可具有较佳的抗反射能力且可应用的范围较广。
综上所述，由于本发明是通过以纳米球来作为蚀刻掩模，对具有均匀膜厚的抗反射光学膜进行一蚀刻制作工艺，而形成具有第二粗糙表面的抗反射光学膜。此时，抗反射光学膜是以一不均匀厚度配置于硅晶片上。因此，当不同波长的入射光照射至抗反射光学膜时，抗反射光学膜的第二粗糙表面会与入射光产生破坏性干涉，而不是仅对特定波长的入射光产生破坏性的干涉。故，本发明的抗反射基板结构具有较佳的抗反射能力且可应用的范围较广。
虽然已结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (19)
1.一种抗反射基板结构的制作方法，包括：
提供一硅晶片，该硅晶片具有一第一粗糙表面；
形成一抗反射光学膜于该硅晶片上，该抗反射光学膜共形地覆盖该第一粗糙表面；
对该抗反射光学膜进行一表面处理，以使该抗反射光学膜具有一亲水性表面，其中该亲水性表面相对远离该硅晶片；
于该抗反射光学膜的该亲水性表面上滴上一胶体溶液，其中该胶体溶液包括一溶液以及多个纳米球，该些纳米球附着于该亲水性表面上；以及
以该些纳米球为蚀刻掩模，对该抗反射光学膜的该亲水性表面进行一蚀刻制作工艺，而形成一第二粗糙表面，其中该第二粗糙表面的粗糙度不同于该第一粗糙表面的粗糙度。
2.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中提供该硅晶片的步骤，包括：
提供一单晶硅硅晶片基材；以及
对该单晶硅硅晶片基材的一表面进行一蚀刻制作工艺，而形成具有该第一粗糙表面的该硅晶片。
3.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中该硅晶片为一多晶硅硅晶片。
4.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中形成该抗反射光学膜的方法包括等离子体辅助化学气相沉积法、物理蒸镀法或物理溅镀法。
5.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中该抗反射光学膜的材质包括氮化硅、氧化铝、硫化锌、氟化镁或二氧化钛。
6.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中该表面处理包括以一氧等离子体进行。
7.如权利要求6所述的抗反射基板结构的制作方法，其中该氧等离子体的氧气流量介于1sccm至100sccm之间，处理时间介于20秒至2000秒之间，而能量介于20mW/cm2至500mW/cm2。
8.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中该溶液包括甲醇与水。
9.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中各该纳米球的材质包括聚苯乙烯。
10.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中各该纳米球的粒径介于100纳米至1000纳米之间。
11.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中该蚀刻制作工艺为一反应式离子蚀刻制作工艺。
12.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中该抗反射光学膜的厚度介于100纳米至1000纳米之间。
13.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中该第一粗糙表面的粗糙度介于100纳米至10000纳米之间。
14.如权利要求1所述的抗反射基板结构的制作方法，其中该第二粗糙表面的粗糙度介于10纳米至100纳米之间。
15.一种抗反射基板结构，包括：
硅晶片，具有一第一粗糙表面；以及
抗反射光学膜，配置于该硅晶片上，且覆盖该第一粗糙表面，其中该抗反射光学膜具有一第二粗糙表面，且该第二粗糙表面的粗糙度不同于该第一粗糙表面的粗糙度，且该第二粗糙表面具有亲水性。
16.如权利要求15所述的抗反射基板结构，其中该硅晶片包括一多晶硅硅晶片或一已蚀刻的单晶硅硅晶片。
17.如权利要求15所述的抗反射基板结构，其中该抗反射光学膜的材质包括氮化硅、氧化铝、硫化锌、氟化镁或二氧化钛。
18.如权利要求15所述的抗反射基板结构，其中该第一粗糙表面的粗糙度介于100纳米至10000纳米之间。
19.如权利要求15所述的抗反射基板结构，其中该第二粗糙表面的粗糙度介于10纳米至100纳米之间。
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