CN106981543A - 采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法 - Google Patents
采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106981543A CN106981543A CN201710216551.5A CN201710216551A CN106981543A CN 106981543 A CN106981543 A CN 106981543A CN 201710216551 A CN201710216551 A CN 201710216551A CN 106981543 A CN106981543 A CN 106981543A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- etching
- silicon
- silicon layer
- black silicon
- eutectic film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 229910021418 black silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 65
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 title claims abstract description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 55
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims abstract description 36
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 10
- XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N Fluoroform Chemical compound FC(F)F XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910015844 BCl3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 6
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- WYEMLYFITZORAB-UHFFFAOYSA-N boscalid Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C1=CC=CC=C1NC(=O)C1=CC=CN=C1Cl WYEMLYFITZORAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 208000002925 dental caries Diseases 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000007704 wet chemistry method Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02363—Special surface textures of the semiconductor body itself, e.g. textured active layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，所述方法的步骤为：1）提供硅片；对硅片表面进行清洗；2）硅片上用于制作黑硅层的区域记为操作区；采用电子束蒸发镀膜工艺或磁控溅射镀膜工艺，在操作区表面生长铝硅共晶薄膜；3）采用等离子刻蚀工艺对铝硅共晶薄膜中的硅进行选择性刻蚀，将铝硅共晶薄膜中的硅刻蚀掉；4）利用铝硅共晶薄膜中残留的铝作为掩膜，采用等离子刻蚀工艺对操作区上的硅进行选择性刻蚀，从而在操作区上形成黑硅层；5）采用等离子刻蚀工艺对所述掩膜进行选择性刻蚀，将掩膜刻蚀掉，然后对黑硅层进行清洗。本发明的有益技术效果是：能制作出形貌优良的黑硅层。
Description
技术领域
本发明涉及一种黑硅层制作技术，尤其涉及一种采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法。
背景技术
硅光电探测器(PIN/APD)具有暗电流小、灵敏度高、成本低等优点，在光纤通讯、激光测距、三维成像、激光制导等领域都有广泛的应用。为进一步提升系统性能、扩展应用范围，一种较好的途径就是提高硅光电探测器对近红外波段(800～1100nm)的响应率；基于现有技术可知，黑硅层同时具有微纳结构陷光作用和光电流内部倍增作用，其对800～1700nm光谱范围具有很高的吸收率(≥80％)，因此，在硅光电探测器中设置黑硅层是一种提高硅光电探测器近红外波段响应率的较好手段。
黑硅层在硅光电探测器中一般作为光敏吸收层使用，在制作黑硅层时，为提高黑硅层对近红外光的吸收率，通常要求制作出的黑硅层具有较深和较大深宽比的微纳陷光结构，此外，制作工艺还需要具有晶格损伤低、均匀性高、重复性好的特性，才能获得低暗电流、低噪声、低成本的光电探测器，同时，为保障器件性能与生产线的工艺安全，制作工艺还必须与硅光电器件工艺兼容，不能引入重金属沾污，否者将引起器件性能的大幅度退化或失效。
现有技术中，常见的黑硅制备方法有飞秒激光扫描法、金属离子辅助湿法化学腐蚀法、无掩膜干法刻蚀法、纳米压印法等：飞秒激光扫描法采用飞秒激光脉冲作用到硅片表面，获得针状或柱状的黑硅结构，其具有黑硅形貌佳、红外吸收增强效果好的优点，但是这种方法存在设备昂贵、黑硅产能极低、晶格损伤较大的缺点；金属离子辅助湿法化学腐蚀法是采用Au+、Pt+、Mn+、Ni+、Cu+等离子辅助湿法腐蚀形成金字塔或孔状黑硅，具有设备简单、制作成本低的优势，但该方法容易引入金属离子沾污，会导致器件性能大幅退化；无掩膜干法刻蚀法采用等离子体自身的晶向选择刻蚀和微掩膜作用形成柱状黑硅结构，具有工艺简单的优势，但是存在片间/片内均匀性差、工艺重复性差等问题；纳米压印法一般采用纳米压印方式先在硅片表面形成黑硅微纳结构掩膜，然后采用干法刻蚀将掩膜图形转移到硅衬底形成黑硅结构，该方法具有均匀性好、结构可设计的优点，但也存在成本高、近红外吸收增强效果较差(纳米压印黑硅微结构较浅，否者微结构在纳米压印时无法倒模)等缺点。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其创新在于：所述方法的步骤为：
1)提供硅片；对硅片表面进行清洗；
2)硅片上用于制作黑硅层的区域记为操作区；采用电子束蒸发镀膜工艺或磁控溅射镀膜工艺，在操作区表面生长铝硅共晶薄膜；
3)采用等离子刻蚀工艺对铝硅共晶薄膜中的硅进行选择性刻蚀，将铝硅共晶薄膜中的硅刻蚀掉；
4)利用铝硅共晶薄膜中残留的铝作为掩膜，采用等离子刻蚀工艺对操作区上的硅进行选择性刻蚀，从而在操作区上形成黑硅层；
5)采用等离子刻蚀工艺对所述掩膜进行选择性刻蚀，将掩膜刻蚀掉，然后对黑硅层进行清洗。
本发明的原理是：基于现有技术可知，铝硅共晶薄膜是一种现有材料，铝硅共晶薄膜在硅片上的附着性较好，常用于制作硅光电器件中的电极；现有技术在制作铝硅共晶薄膜时，常采用电子束蒸发镀膜工艺或磁控溅射镀膜工艺，不仅工艺十分成熟，而且与其他硅光电器件工艺的兼容性较好；
基于现有理论可知，在铝硅共晶薄膜中，铝和硅的分布均匀性较好，并且铝硅共晶薄膜中铝和硅的含量可调，硅含量越少，铝的晶粒尺寸就越大，反之铝的晶粒尺寸就越小，也即是说可以通过调节铝和硅的含量来控制铝的晶粒尺寸，具体的调节手段也是现有技术；
基于现有的刻蚀工艺理论可知，通过工艺参数调节，可以使等离子刻蚀工艺以较大的刻蚀选择比对硅和铝进行选择刻蚀，从而选择性地去掉硅保留铝或去掉铝保留硅，从制备黑硅层的角度来看，铝硅共晶薄膜能够很好地附着在硅片上，若以较大的刻蚀选择比将铝硅共晶薄膜中的硅刻蚀掉而保留下铝，结合到前述的铝晶粒尺寸控制，就能在硅片上制作出刻蚀黑硅层所需的、附着性较好的、具备微纳结构的铝掩膜，黑硅层制作好后，也能够十分容易地将铝掩膜从黑硅层上去除，于是本发明便应运而生了。
相较于现有的黑硅层制作方法，得益于铝硅共晶薄膜中铝的晶粒尺寸可调，本发明很容易地就能通过对铝硅共晶薄膜进行选择性刻蚀来得到具备微纳结构的铝掩膜，进而制作出形貌优良的黑硅层，并且在本发明中，掩膜制作与黑硅刻蚀实现了很好的分离，可以单独优化工艺参数，同时，工艺过程中，无高能射线或高能离子轰击，硅片损伤低，此外，铝硅共晶薄膜淀积操作、铝硅分离操作、黑硅刻蚀操作和铝选择性刻蚀操作都可采用标准的硅工艺设备实现，工艺要求较低，黑硅的片内/片间均匀性、工艺重复性都能够得到较好的保障，还不会引入重金属离子沾污，与硅光电器件工艺的兼容性也较好，再有，工艺过程中的铝硅分离操作、黑硅刻蚀操作和铝选择性刻蚀操作可以在同一个设备上的不同腔体中完成，因此可以大幅减小工艺时间，提高生产效率。
优选地，步骤1)中，采用RCA清洗工艺对硅片表面进行清洗；步骤5)中，采用RCA清洗工艺对黑硅层进行清洗。
优选地，步骤3)中，刻蚀操作的工艺气体采用SF6、CF4或CHF3，辅助气体采用HBr、O2、Ar或He；刻蚀操作对硅和铝的刻蚀选择比大于5。
优选地，步骤4)中，刻蚀操作的工艺气体采用SF6、CF4或CHF3，辅助气体采用HBr、O2、Ar或He；刻蚀操作对硅和铝的刻蚀选择比大于10，且对硅的纵向刻蚀速率和横向刻蚀速率之比大于5。
优选地，步骤5)中，刻蚀操作的工艺气体采用Cl2或BCl3，辅助气体采用N2、Ar或He；刻蚀操作对铝和硅的刻蚀选择比大于10。
前述方案中未对具体的工艺细节进行介绍，但发明人认为，这并不会影响本领域技术人员对本发明方案的理解和实施，具体理由为：从本发明的介绍可以明显看出，本发明的核心在于采用铝硅共晶薄膜来形成具备微纳结构的铝掩膜，具体的工艺细节则不是本发明的创新点，此外，本发明所采用的工艺均为现有技术中的常见工艺，所列举的工艺气体和辅助气体也都是现有的等离子刻蚀工艺中常用的工艺气体和辅助气体，优选方案中所提出的刻蚀选择比参数及刻蚀速率比参数在现有的等离子刻蚀工艺中也较为常见，在本发明揭示了利用铝硅共晶薄膜的特性来制作铝掩膜的原理后，本领域技术人员完全有能力利用现有知识来实施本发明，再考虑到设备参数也是决定刻蚀效果的重要因素之一，而设备种类多种多样、难以穷举，故前述方案中未示出具体的工艺参数。
本发明的有益技术效果是：提出了一种采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，该方法对硅片的晶格损伤低、均匀性高、重复性好、工艺简单、成本低、与硅光电器件工艺的兼容较好，掩膜制作与黑硅刻蚀实现了很好的分离，可以单独优化工艺参数，同时，受益于铝硅共晶薄膜选择性刻蚀所形成的微纳结构的铝掩膜，很容易就能制作出形貌优良的黑硅层。
附图说明
图1、本发明方法制作出的黑硅层的扫描电子显微镜照片一(俯视)；
图2、本发明方法制作出的黑硅层的扫描电子显微镜照片二(剖面)。
具体实施方式
一种采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其创新在于：所述方法的步骤为：
1)提供硅片；对硅片表面进行清洗；
2)硅片上用于制作黑硅层的区域记为操作区；采用电子束蒸发镀膜工艺或磁控溅射镀膜工艺，在操作区表面生长铝硅共晶薄膜；
3)采用等离子刻蚀工艺对铝硅共晶薄膜中的硅进行选择性刻蚀，将铝硅共晶薄膜中的硅刻蚀掉；
4)利用铝硅共晶薄膜中残留的铝作为掩膜，采用等离子刻蚀工艺对操作区上的硅进行选择性刻蚀，从而在操作区上形成黑硅层；
5)采用等离子刻蚀工艺对所述掩膜进行选择性刻蚀，将掩膜刻蚀掉，然后对黑硅层进行清洗。
进一步地，步骤1)中，采用RCA清洗工艺对硅片表面进行清洗；步骤5)中，采用RCA清洗工艺对黑硅层进行清洗。
进一步地，步骤3)中，刻蚀操作的工艺气体采用SF6、CF4或CHF3，辅助气体采用HBr、O2、Ar或He；刻蚀操作对硅和铝的刻蚀选择比大于5。
进一步地，步骤4)中，刻蚀操作的工艺气体采用SF6、CF4或CHF3，辅助气体采用HBr、O2、Ar或He；刻蚀操作对硅和铝的刻蚀选择比大于10，且对硅的纵向刻蚀速率和横向刻蚀速率之比大于5。
进一步地，步骤5)中，刻蚀操作的工艺气体采用Cl2或BCl3，辅助气体采用N2、Ar或He；刻蚀操作对铝和硅的刻蚀选择比大于10。
实施例：
1)提供硅片；对硅片表面进行清洗；采用槽式RCA清洗工艺，具体流程依次为：SPM(V(H2SO4):V(H2O2)＝4:1)清洗10mins、去离子水冲洗15mins、SC1(V(NH3·H2O):V(H2O2):V(H20)＝1:2:10)清洗10mins，去离子水冲洗10mins，SC2(V(HCl):V(H2O2):V(H20)＝1:4:12)清洗10mins，去离子水冲洗10mins，甩干。
2)硅片上用于制作黑硅层的区域记为操作区；采用磁控溅射镀膜工艺，在操作区表面生长铝硅共晶薄膜；采用Applied Materials的ENDURA磁控溅射台，工艺参数为气压2mtorr，DC功率10600w，Ar气体流量35sccm，生长速率～600nm/mins，生长时间5～60s。
3)采用等离子刻蚀工艺对铝硅共晶薄膜中的硅进行选择性刻蚀，将铝硅共晶薄膜中的硅刻蚀掉；采用Applied Materials的CENTURA刻蚀设备，刻蚀工艺参数为气压150mtorr，DC功率350w，磁场强度为50Gauss，气体组成及流量为SF6/CF4/O2：50/25/20sccm，刻蚀时间20～180s。
4)利用铝硅共晶薄膜中残留的铝作为掩膜，采用等离子刻蚀工艺对操作区上的硅进行选择性刻蚀，从而在操作区上形成黑硅层；采用Applied Materials的CENTURA刻蚀设备，刻蚀工艺参数为气压80mtorr，DC功率550w，磁场强度为50Gauss，气体组成及流量为SF6/HBr2/O2：50/35/20sccm，刻蚀时间20～180s。
5)采用等离子刻蚀工艺对所述掩膜进行选择性刻蚀，将掩膜刻蚀掉，采用AppliedMaterials的CENTURA刻蚀设备，刻蚀工艺参数为气压200mtorr，DC功率500w，磁场强度为20Gauss，气体组成及流量为BCl3/N2/Cl2：50/25/30sccm。
6)对黑硅层进行清洗。采用槽式RCA清洗工艺，具体流程依次为：SPM(V(H2SO4):V(H2O2)＝4:1)清洗10mins、去离子水冲洗15mins、SC1(V(NH3·H2O):V(H2O2):V(H20)＝1:2:10)清洗10mins，去离子水冲洗10mins，SC2(V(HCl):V(H2O2):V(H20)＝1:4:12)清洗10mins，去离子水冲洗10mins，甩干。
参见图1、2，经测量，黑硅径向宽度约0.1～1μm，深度可达5μm，本方法制备的黑硅可大幅提高硅材料在近红外波段的吸收率。本发明与常规的黑硅制作方法相比，无高能射线或高能离子轰击，损伤低，制作的光电器件暗电流也更小；铝硅共晶薄膜淀积、铝硅分离、黑硅刻蚀、铝选择性刻蚀等工艺都可采用标准的硅工艺设备制作，黑硅形貌也可以通过这些程序进行优化控制，工艺要求也较低，因此黑硅的片内/片间均匀性、工艺重复性都能够得到保障，工艺成本也较低；同时还不引入重金属离子沾污，与硅光电器件工艺兼容性也好。
Claims (5)
1.一种采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其特征在于：所述方法的步骤为：
1)提供硅片；对硅片表面进行清洗；
2)硅片上用于制作黑硅层的区域记为操作区；采用电子束蒸发镀膜工艺或磁控溅射镀膜工艺，在操作区表面生长铝硅共晶薄膜；
3)采用等离子刻蚀工艺对铝硅共晶薄膜中的硅进行选择性刻蚀，将铝硅共晶薄膜中的硅刻蚀掉；
4)利用铝硅共晶薄膜中残留的铝作为掩膜，采用等离子刻蚀工艺对操作区上的硅进行选择性刻蚀，从而在操作区上形成黑硅层；
5)采用等离子刻蚀工艺对所述掩膜进行选择性刻蚀，将掩膜刻蚀掉，然后对黑硅层进行清洗。
2.根据权利要求1所述的采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其特征在于：步骤1)中，采用RCA清洗工艺对硅片表面进行清洗；步骤5)中，采用RCA清洗工艺对黑硅层进行清洗。
3.根据权利要求1所述的采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其特征在于：步骤3)中，刻蚀操作的工艺气体采用SF6、CF4或CHF3，辅助气体采用HBr、O2、Ar或He；刻蚀操作对硅和铝的刻蚀选择比大于5。
4.根据权利要求1所述的采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其特征在于：步骤4)中，刻蚀操作的工艺气体采用SF6、CF4或CHF3，辅助气体采用HBr、O2、Ar或He；刻蚀操作对硅和铝的刻蚀选择比大于10，且对硅的纵向刻蚀速率和横向刻蚀速率之比大于5。
5.根据权利要求1所述的采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其特征在于：步骤5)中，刻蚀操作的工艺气体采用Cl2或BCl3，辅助气体采用N2、Ar或He；刻蚀操作对铝和硅的刻蚀选择比大于10。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710216551.5A CN106981543B (zh) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | 采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710216551.5A CN106981543B (zh) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | 采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106981543A true CN106981543A (zh) | 2017-07-25 |
| CN106981543B CN106981543B (zh) | 2018-05-22 |
Family
ID=59345645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710216551.5A Active CN106981543B (zh) | 2017-04-05 | 2017-04-05 | 采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106981543B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110323286A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-10-11 | 电子科技大学 | 一种表面等离激元黑硅宽光谱吸收材料的制备方法 |
| CN112719607A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-30 | 湘潭大学 | 飞秒激光干法刻蚀加工氮化镓的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2561557A2 (de) * | 2010-04-20 | 2013-02-27 | Robert Bosch GmbH | Verfahren zur herstellung einer solarzelle sowie nach diesem verfahren hergestellte solarzelle |
| CN103681970A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-26 | 电子科技大学 | 一种制造黑硅材料的方法 |
| CN104332526A (zh) * | 2014-08-26 | 2015-02-04 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种制备黑硅的方法 |
| CN105742407A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-07-06 | 电子科技大学 | 一种在掺杂膜层上制备黑硅的方法 |
| EP3050120A1 (en) * | 2013-09-27 | 2016-08-03 | Danmarks Tekniske Universitet | Nanostructured silicon based solar cells and methods to produce nanostructured silicon based solar cells |
-
2017
- 2017-04-05 CN CN201710216551.5A patent/CN106981543B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2561557A2 (de) * | 2010-04-20 | 2013-02-27 | Robert Bosch GmbH | Verfahren zur herstellung einer solarzelle sowie nach diesem verfahren hergestellte solarzelle |
| EP3050120A1 (en) * | 2013-09-27 | 2016-08-03 | Danmarks Tekniske Universitet | Nanostructured silicon based solar cells and methods to produce nanostructured silicon based solar cells |
| US20160240703A1 (en) * | 2013-09-27 | 2016-08-18 | Danmarks Tekniske Universitet | Nanostructured silicon based solar cells and methods to produce nanostructured silicon based solar cells |
| CN103681970A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-26 | 电子科技大学 | 一种制造黑硅材料的方法 |
| CN104332526A (zh) * | 2014-08-26 | 2015-02-04 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种制备黑硅的方法 |
| CN105742407A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-07-06 | 电子科技大学 | 一种在掺杂膜层上制备黑硅的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110323286A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-10-11 | 电子科技大学 | 一种表面等离激元黑硅宽光谱吸收材料的制备方法 |
| CN112719607A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-04-30 | 湘潭大学 | 飞秒激光干法刻蚀加工氮化镓的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106981543B (zh) | 2018-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | MACE nano-texture process applicable for both single-and multi-crystalline diamond-wire sawn Si solar cells | |
| US6329296B1 (en) | Metal catalyst technique for texturing silicon solar cells | |
| KR100378016B1 (ko) | 태양 전지용 반도체 기판의 텍스처링 방법 | |
| CN105084305A (zh) | 一种纳米结构及其制备方法 | |
| KR20090077274A (ko) | 나노 텍스쳐링 구조를 갖는 반도체 웨이퍼 기판을 포함하는벌크형 태양전지의 제조방법 | |
| CN102113131A (zh) | 太阳能电池及其制造方法 | |
| EP3379584A1 (en) | Method for producing improved black silicon on a silicon substrate | |
| CN104332392B (zh) | 一种各向异性干法刻蚀vo2的方法 | |
| Kumaravelu et al. | Surface texturing for silicon solar cells using reactive ion etching technique | |
| CN106981543B (zh) | 采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法 | |
| CN103809376A (zh) | 一种无机相变光刻胶和基于无机相变光刻胶的光刻工艺 | |
| CN102331593A (zh) | 高占空比自支撑纳米透射光栅及其制作方法 | |
| CN110246913A (zh) | 一种InGaN纳米柱阵列基GSG型可调谐光电探测器及其制备方法 | |
| CN108417669A (zh) | 一种用于金刚线切割多晶硅片太阳能电池的制绒方法 | |
| CN110323286A (zh) | 一种表面等离激元黑硅宽光谱吸收材料的制备方法 | |
| CN104310304A (zh) | 可控尺寸及表面结构的纳米柱阵列制备方法 | |
| CN102779747A (zh) | 一种纳米柱/针森林结构的加工方法 | |
| CN102820370B (zh) | 硅片的制绒处理方法 | |
| KR101264877B1 (ko) | 실리콘 와이어 구조체의 제조방법 | |
| CN104103716A (zh) | 一种实现多晶硅太阳能电池蜂窝陷光绒面的方法 | |
| Allen et al. | Reactive ion etched black silicon texturing: A comparative study | |
| CN103311098A (zh) | 一种改善晶圆背面色差的方法 | |
| CN107758610A (zh) | 一种基于离子束刻蚀制备有序小尺寸硅纳米线阵列的方法 | |
| CN102969407A (zh) | 制造硅基增强红外吸收光电探测器的方法及其光电探测器 | |
| WO2012036177A1 (ja) | ウェーハの表面処理方法および製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |