处理时，退火温度为950 °C。
[0013]本发明的有益技术效果是:提出了一种制作黑硅层的全新工艺，该工艺操作简单、能耗低、加工效率高，十分适合产业化推广。
【附图说明】
[0014]图1、黑硅PIN光电探测器制备方法中，步骤2)的处理完成后，器件的结构示意图；
图2、黑硅PIN光电探测器制备方法中，步骤3)的处理完成后，器件的结构示意图；
图3、黑硅PIN光电探测器制备方法中，步骤5)的处理完成后，器件的结构示意图；
图4、黑硅PIN光电探测器制备方法中，步骤6)的处理完成后，器件的结构示意图；
图5、黑硅PIN光电探测器制备方法中，步骤8)的处理完成后，器件的结构示意图；
图6、黑硅PIN光电探测器制备方法中，步骤9)的处理完成后，器件的结构示意图；
图7、由深反应离子刻蚀法制作出的黑硅层的形貌；
图8、由本发明方案制作出的黑硅层的形貌；
图中各个标记所对应的名称分别为:本征硅衬底1、二氧化硅膜2、氮化硅膜3、P+掺杂层4、黑硅层5、N+区6、增透膜7、背面环形金属电极10、正面金属电极11。
【具体实施方式】
[0015]一种黑硅层制作方法，所涉及的硬件包括刻蚀腔和设置于刻蚀腔内的上电极、下电极，上电极和下电极位置相对；其创新在于:1)将硅衬底I平放于下电极的上侧面上，硅衬底I的上侧面记为加工面，2)所述上电极上设置有多个通气孔，常温条件下，向刻蚀腔内通入六氟化硫和氧气，并使六氟化硫和氧气通过通气孔吹拂到加工面上，六氟化硫流量为50sccm?150sccm，氧气流量为20sccm?lOOsccm，3)将刻蚀腔内的刻蚀压力调节为20mTorr?10mTorr后，在上电极和下电极之间施加射频功率为300W?800W的电压，电压持续时间为230~250秒；处理完成后，硅衬底I上的加工面即形成黑硅层。
[0016]一种黑硅PIN光电探测器制备方法，包括:1)提供硅衬底1，2)在硅衬底I正面制作P+掺杂层4，3)在硅衬底I背面制作黑硅层5，4)在黑硅层5区域制作N+区6，5)在黑硅层5表面制作增透膜7，6)在器件上制作金属电极；7)将器件置于氮氢环境中，在200°C?500°C条件下热处理1min?60min ;其创新在于:步骤3)中，采用如下方法制作黑娃层5:所涉及的硬件包括刻蚀腔和设置于刻蚀腔内的上电极、下电极，上电极和下电极位置相对；将硅衬底I平放于下电极的上侧面上，硅衬底I背面与上电极相对，所述上电极上设置有多个通气孔，常温条件下，向刻蚀腔内通入六氟化硫和氧气，并使六氟化硫和氧气通过通气孔吹拂到加工面上，六氟化硫流量为50sccm?150sccm，氧气流量为20sccm?lOOsccm，将刻蚀腔内的刻蚀压力调节为20mTorr?10mTorr后，在上电极和下电极之间施加射频功率为300W?800W的电压，电压持续时间为230~250秒；处理完成后，硅衬底I背面即形成黑硅层；
步骤4)中，采用离子注入工艺制作N+区6 ;步骤4)的操作完成后，先对器件进行快速退火处理，然后再进行步骤5)的操作。
[0017]进一步地，步骤4)中，离子注入时采用磷离子注入、硫离子注入、砸离子注入或碲离子注入。
[0018]进一步地，快速退火处理时，退火温度为950°C。
[0019]参见图7、8，从图7中可见，由于深反应离子刻蚀法中刻蚀操作和钝化操作是交替独立进行，黑硅层上的微小凸起外形较为相似，微小凸起之间轮廓分明；从图8可见，由本发明制得的黑硅层，由于受刻蚀和钝化同时作用而成，微小凸起之间留有残余，各个微小凸起形态各异，刻蚀痕迹分布呈无序状态。
【主权项】
1.一种黑硅层制作方法，所涉及的硬件包括刻蚀腔和设置于刻蚀腔内的上电极、下电极，上电极和下电极位置相对；其特征在于:1)将硅衬底(I)平放于下电极的上侧面上，硅衬底(I)的上侧面记为加工面，2)所述上电极上设置有多个通气孔，常温条件下，向刻蚀腔内通入六氟化硫和氧气，并使六氟化硫和氧气通过通气孔吹拂到加工面上，六氟化硫流量为50sccm?150sccm，氧气流量为20sccm?lOOsccm，3)将刻蚀腔内的刻蚀压力调节为20mTorr?10mTorr后，在上电极和下电极之间施加射频功率为300W?800W的电压，电压持续时间为230~250秒；处理完成后，硅衬底(I)上的加工面即形成黑硅层。2.一种黑硅PIN光电探测器制备方法，包括:I)提供硅衬底(I )，2)在硅衬底(I)正面制作P+掺杂层(4)，3)在硅衬底(I)背面制作黑硅层(5)，4)在黑硅层(5)区域制作N+区(6)，5)在黑硅层(5)表面制作增透膜(7)，6)在器件上制作金属电极；7)将器件置于氮氢环境中，在200°C?500°C条件下热处理1min?60min ； 其特征在于:步骤3)中，采用如下方法制作黑硅层(5):所涉及的硬件包括刻蚀腔和设置于刻蚀腔内的上电极、下电极，上电极和下电极位置相对；将硅衬底(I)平放于下电极的上侧面上，硅衬底(I)背面与上电极相对，所述上电极上设置有多个通气孔，常温条件下，向刻蚀腔内通入六氟化硫和氧气，并使六氟化硫和氧气通过通气孔吹拂到加工面上，六氟化硫流量为50sccm?150sccm，氧气流量为20sccm?lOOsccm，将刻蚀腔内的刻蚀压力调节为20mTorr?10mTorr后，在上电极和下电极之间施加射频功率为300W?800W的电压，电压持续时间为230~250秒；处理完成后，硅衬底(I)背面即形成黑硅层； 步骤4)中，采用离子注入工艺制作N+区(6);步骤4)的操作完成后，先对器件进行快速退火处理，然后再进行步骤5)的操作。3.根据权利要求2所述的黑硅PIN光电探测器制备方法，其特征在于:步骤4)中，离子注入时采用磷离子注入、硫离子注入、砸离子注入或碲离子注入。4.根据权利要求2所述的黑硅PIN光电探测器制备方法，其特征在于:快速退火处理时，退火温度为950 °C。
【专利摘要】一种黑硅层制作方法，1）将硅衬底平放于下电极的上侧面上，硅衬底的上侧面记为加工面，2）所述上电极上设置有多个通气孔，常温条件下，向刻蚀腔内通入六氟化硫和氧气，并使六氟化硫和氧气通过通气孔吹拂到加工面上，六氟化硫流量为50sccm～150sccm，氧气流量为20sccm～100sccm，3）将刻蚀腔内的刻蚀压力调节为20mTorr～100mTorr后，在上电极和下电极之间施加射频功率为300W～800W的电压，电压持续时间为230~250秒；处理完成后，硅衬底上的加工面即形成黑硅层。本发明的有益技术效果是：提出了一种制作黑硅层的全新工艺，该工艺操作简单、能耗低、加工效率高，十分适合产业化推广。
【IPC分类】H01L21/3065, H01L31/18
【公开号】CN104900752
【申请号】CN201510174161
【发明人】廖乃镘, 李仁豪, 向鹏飞, 黄烈云, 李华高
【申请人】中国电子科技集团公司第四十四研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月14日