[发明专利]利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法

权利要求书

1.一种利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于：将硅片放置于黑硅制备装置内，采用等离子体浸没离子注入工艺来制备黑硅。

2.根据权利要求1所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于，所述方法包括：

(a)将所述硅片放置于所述黑硅制备装置的注入腔室内；

(b)调整所述黑硅制备装置的工艺参数进入预先设置的数值范围；

(c)所述黑硅制备装置产生等离子体，所述等离子体中的反应离子注入至所述硅片内；

(d)所述反应离子与所述硅片发生反应，形成黑硅。

3.根据权利要求2所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于：所述步骤(a)进一步包括将所述硅片与可施加偏置电压的电源电气连接。

4.根据权利要求3所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于：所述工艺参数包括所述注入腔室的本底压强和工作压强。

5.根据权利要求4所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于，所述步骤(b)包括如下步骤：

抽取所述注入腔室内的气体，使得所述注入腔室的压强进入预先设置的本底压强范围，所述预先设置的本底压强范围为10^-7Pa～1000Pa；

向所述注入腔室充入可与所述硅片发生反应的混合气体，调整所述混合气体的流量，使得所述注入腔室的压强进入预先设置的工作压强范围，所述预先设置的工作压强范围为10^-3Pa～1000Pa。

6.根据权利要求4所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于，所述步骤(b)包括如下步骤：

抽取所述注入腔室内的气体，使得所述注入腔室的压强进入预先设置的本底压强范围，所述预先设置的本底压强范围为10^-7Pa～1000Pa；

向所述注入腔室充入可与所述硅片发生反应的混合气体，调整所述黑硅制备装置抽取所述注入腔室内的气体的抽取速度，使得所述注入腔室的压强进入预先设置的工作压强范围，所述预先设置的工作压强范围为10^-3Pa～1000Pa。

7.根据权利要求5或6所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于：所述混合气体由具有刻蚀作用的气体和具有钝化作用的气体组成。

8.根据权利要求7所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于：所述具有刻蚀作用的气体包括SF₆、CF₄、CHF₃、C₄F₈、NF₃、SiF₄、C₂F₆、HF、BF₃、PF₃、Cl₂、HCl、SiH₂Cl₂、SiCl₄、BCl₃或HBr，所述具有钝化作用的气体包括O₂、N₂O或N₂。

9.根据权利要求8所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于：所述工艺参数还包括所述具有刻蚀作用的气体与所述具有钝化作用的气体之间的体积比。

10.根据权利要求9所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于，所述步骤(b)还包括如下步骤：

调整所述混合气体中的所述具有刻蚀作用的气体与所述具有钝化作用的气体之间的体积比进入预先设置的体积比范围，所述预先设置的体积比范围为0.01～100。

11.根据权利要求10所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于：所述工艺参数还包括所述黑硅制备装置的等离子体电源的输出功率和频率，所述可施加偏置电压的电源的频率、脉宽和占空比，以及所述偏置电压。

12.根据权利要求11所述的利用等离子体浸没离子注入制备黑硅的方法，其特征在于，所述步骤(b)还包括如下步骤：

调整所述等离子体电源的输出功率进入预先设置的输出功率范围，所述预先设置的输出功率范围为1～100000W。