[发明专利]一种微结构周期可控的大面积黑硅的制造方法

权利要求书

1.一种微结构周期可控的大面积黑硅制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将硅片置于具有夹持装置的广口型腔室中；

b、将腔室固定于精密二维平移台上；

c、向广口腔室里注入含硫化合物气体，排除空气；

d、导入多束相干激光在硅片表面直接形成直径大于10mm的特定干涉光场强弱分布，控制干涉图样和干涉光场分布，直接对硅片进行刻蚀，形成按干涉光场分布的具有特定结构周期的、一定深度的圆锥状或圆孔状黑硅表面结构；

e、控制精密二维平移平台，在二维平面内以特定速度移动，将黑硅表面结构进行连续拼接得到大面积均匀的黑硅。

2.如权利要求1所述的一种微结构周期可控的大面积黑硅的制造方法，其特征在于，使用的光源为高峰值功率并具有一定相干长度的脉冲激光器，脉宽可以为纳秒、皮秒或飞秒。

3.如权利要求2所述的一种微结构周期可控的大面积黑硅的制造方法，其特征在于，所述脉冲激光可分成三束光或四束光以特定入射角入射，并在硅片表面叠加，形成特定干涉周期的大光束直径干涉光场分布。

4.如权利要求3所述的一种微结构周期可控的大面积黑硅的制造方法，其特征在于，所述特定入射角为2～40°，所述干涉光场分布直径大于10mm，所述特定干涉周期为200nm～20μm，所述干涉光场分布为点阵分布。

5.如权利要求1所述的一种微结构周期可控的大面积黑硅制造方法，其特征在于，所述三束光或四束光分别利用1/4波片和偏振片组合控制每束光的偏振角和单脉冲能量。

6.如权利要求1所述的一种微结构周期可控的大面积黑硅的制造方法，其特征在于，所述圆锥状或圆孔状黑硅表面结构可以通过改变脉冲激光的入射角来进行控制，其圆锥或圆孔状结构周期为200nm～20μm，直径为100nm～20μm，在400nm～2μm的光谱范围内的光具有大于94％的吸收率。

7.如权利要求1所述的一种微结构周期可控的大面积黑硅的制造方法，其特征在于，所述广口腔室具有硅片夹持装置和含硫化合物气体导入接口，腔室为立方形，边长大于100mm。

8.如权利要求1所述的一种微结构周期可控的大面积黑硅的制造方法，其特征在于，所述含硫化合物为SF₆，所述含硫化合物气体在干涉光场作用下起到对硅片进行刻蚀的作用，同时也隔绝空气防止氧化。

9.如权利要求1所述的一种微结构周期可控的大面积黑硅的制造方法，其特征在于，所述精密二维平移台按最佳干涉光场刻蚀面积进行平移拼接形成大面积黑硅，位移精度优于1μm，行程不小于300mm，同时控制激光器发出的脉冲数，控制单点刻蚀时间，所述连续拼接方法要求平移台以一定速度逐渐过渡到下一个刻蚀区域。