氮化矽薄膜是一種常用於矽太陽能電池的抗反射材料，但其只對固定頻寬內的有限波長具有低反射率。在本實驗中，我們發展了一種簡單而且適合大面積製作的方法，製作次波長結構寬頻抗反射層。首先以850 °C、60秒的快速退火使8 nm的鎳薄膜分裂成奈米遮罩，產生的奈米遮罩平均直徑約90 nm，密度約109 cm-2；其次利用CF4/O2電漿對氮化矽進行蝕刻，形成奈米柱並控制其高度；最後利用Ar電漿對鎳遮罩和氮化矽進行蝕刻，形成奈米錐。由控制CF4/O2電漿及Ar電漿的蝕刻時間比，我們製作出一系列具不同高度和形狀的氮化矽奈米結構。本實驗中，最佳的CF4/O2電漿及Ar電漿的蝕刻時間分別為100及90秒，所製作出的奈米錐陣列次波長結構抗反射層使波長300□1000 nm的平均反射率下降到3.11%。相較於氮化矽單層抗反射鍍膜，奈米錐陣列次波長結構抗反射層可以降低短波長300□600 nm的反射率。

[1] M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, and W. Warta, Prog. Photovoltaics 17, 85 (2009).
[2] E. F. Schubert, Light-Emitting Diodes (Cambridge University Press, Cambridge, 2006), pp. 409-412.
[3] E. Hecht, Optics, (Addison-Wesley, 2002), pp. 420-421.
[4] 丘志凱, 可供廣角度入射的理想抗反射膜之數值研究 (清華大學, 新竹, 論文).
[5] C. G. Bernhard, Endeavour 26, 79 (1967).
[6] D. G. Stavenga, S. Foletti, G. Palasantzas, and K. Arikawa, P. R. Soc. B, 273, 661 (2006).
[7] E. B. Grann and M. G. Moharam, J. Opt. Soc. Am. A. 12, 333 (1995)
[8] D. L. Brundrett, E. N. Glytsis, and T. K. Gaylord, Appl. Opt. 33, 2695 (1994).
[9] E. B. Grann, M. G. Moharam, D. A. Pommet, J. Opt. Soc. Am. A 11, 2695 (1994).
[10] W. H. Southwell , J. Opt. Soc. Am. A 8, 549 (1991).
[11] C. H. Hsu, H. C. Lo, C. F. Chen, C. T. Wu, J. S. Hwang, D. Das, J. Tsai, L. C. Chen, and K. H. Chen, Nano Lett. 4, 471 (2004).
[12] Y. F. Huang, S. Chattopadhyay, Y. J. Jen, C. Y. Peng, T. A. Liu, Y. K. Hsu, C. L. Pan, H. C. Lo, C. H. Hsu, Y. H. Chang, C. S. Lee, K. H. Chen, and L. C. Chen, Nat. Nanotechnol. 2, 770 (2007).
[13] C. M. Hsu, S. T. Connor, M. X. Tang, and Y. Cui, Appl. Phys. Lett. 93, 133109 (2008).
[14] J. Zhu, Z. Yu, G. F. Burkhard, C. M. Hsu, S. T. Connor, Y. Xu, Qi Wang, M. McGehee, S. Fan, and Y. Cui, Nano Lett. 9, 279 (2009).
[15] H. L. Chen, S. Y. Chuang, C. H. Lin, and Y. H. Lin, Opt. Express 15, 14793 (2007).
[16] H. Sai, H. Fujii, K. Arafune, Y. Ohshita, Y. Kanamori, H. Yugami and M. Yamaguchi, Appl. Phys. Lett. 88, 3 (2006).
[17] K. Hadobas, S. Kirsch, A. Carl, M. Acet, and E. F. Wassermann, Nanotechnology 11, 161 (2000).
[18] K. C. Sahoo, Y. Li, and E. Y. Chang, Comput. Phys. Commun. 2009 (in press).
[19] H. W. Huang, C. C. Kao, T. H. Hsueh, C. C. Yu, C. F. Lin, J. T. Chu, H. C. Kuo, and S. C. Wang, Mat. Sci. Eng. B-Solid 113, 125 (2004).
[20] H. N. Cho, S. R. Min, H. J. Bae, J. H. Lee, and C. W. Chung, J. Ind. Eng. Chem. 13, 939 (2007).
[21] J. Q. Xi, M. F. Schubert, J. K. Kim, E. F. Schubert, M. F. Chen, S. Y. Lin, W. Liu, and J. A. Smart, Nat. Photonics 1, 176 (2007).
[22] B. J. Brook, Natrue 400, 312 (1999).
[23] K. Kim, S. K. Dhungel, J. Yoo, S. Jung, D. Mangalaraj, and J. Yi , J. Korean. Phys. Soc. 51, 1659 (2007).
[24] D. J. Poxson, M. F. Schubert, F. W. Mont, E. F. Schubert, and J. K. Kim, Opt. Lett. 34, 728 (2009).
[25] H. Xiao, Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology (Prentice Hall, 2001).