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硅衬底的图形化是指利用标准光刻联合干湿法蚀刻工艺在硅衬底表面制备具有特殊图形的方法。图形化硅衬底广泛应用于太阳能电池、LED和MEMS加工等领域,其在降低硅衬底表面反射率,提升太阳能电池光电转换效率方面极具优势。针对目前图形化硅衬底在TMAH溶液中的各向异性湿法蚀刻行为研究不系统,蚀刻机理不明确等问题,本文深入研究了覆盖有圆孔、圆柱形图形化二氧化硅掩膜的硅衬底（圆孔、圆柱形图形化硅衬底）在不同浓度TMAH溶液中的蚀刻行为。利用SEM及AFM进行表征,通过调控TMAH溶液浓度、蚀刻时间和SiO2掩膜的形状,研究了圆孔、圆柱形图形化硅衬底在不同浓度TMAH溶液中的形貌和晶面演变规律。在1 mass%的TMAH溶液中对圆孔形图形化硅衬底进行蚀刻时暴露了类圆孔形、倒八棱台、倒八棱锥和倒金字塔结构;在5-25 mass%的TMAH溶液中进行蚀刻时暴露了倒八棱台、倒四棱台和倒金字塔结构。相比之下,将圆柱形图形化硅衬底在1 mass%的TMAH溶液中进行蚀刻时暴露了圆台、棱台堆叠结构及金字塔结构;在5-15 mass%的TMAH溶液中暴露了棱台堆叠结构和八棱锥结构;而在20-25 mass%的TMAH溶液中暴露了棱台堆叠结构、棱锥棱台堆叠结构和八棱锥结构。由于硅的不同晶面在TMAH溶液中的蚀刻具有各向异性,因此将图形化硅衬底于TMAH溶液中进行湿法蚀刻时可在侧壁上暴露多组低指数和高指数晶面。利用AFM和SEM对所得图形进行表征,确定几何尺寸后经计算精确地确定了不同浓度TMAH溶液中各晶面的蚀刻速率;揭示了蚀刻时间、蚀刻剂浓度、掩膜形状与图形形貌演变规律的关系并准确地确定了暴露晶面的晶面指数。将圆孔形图形化硅衬底于TMAH溶液中蚀刻时暴露了C1{<sub>340}、C2{1<sub>10}、C3{1<sub>11<sub>}、C4{2<sub>11<sub>}和C5{1 14 0}晶面,其中C1-、C2-和C3-晶面蚀刻速率随TMAH溶液浓度增大而增大,C5-和（100）晶面蚀刻速率随TMAH溶液浓度增大而减小。将圆柱形图形化硅衬底于TMAH溶液蚀刻时暴露了P1{221<sub>}、P2{111<sub>}、P3{1<sub>31<sub>}、P4{131<sub>}和P5{140},其中P1-和P3-晶面的蚀刻速率随TMAH溶液浓度的增大先增大后减小;P4-和P5-晶面的蚀刻速率随TMAH溶液浓度的增大而减小。本文中的研究结果将为可控地在硅衬底表面制备复杂微结构提供理论指导,进而实现光电器件性能的优化。