[发明专利]一种实现硅表面结构平滑的方法与设备

摘要

一种实现硅表面结构平滑的方法，步骤如下：通过红外光加热的方式控制硅或锗材料温度以及加热和冷却的时间；基于高真空或超高真空的石英腔体中引入氢气气氛加热，在加热过程中加入氩气，氦气或氪气等抑制表面的过迁移现象，在温度开始下降即600℃-1000℃时通过氮气终结硅表面的迁移，或者继续加入氩气或二氧化碳等抑制硅原子的迁移，然后在后期降温即从800℃到室温的过程中引入高纯氧气；通入氧气形成一层致密的氧化硅薄膜作为保护层材料的表面结构。本发明平滑方法同样可以改善光栅等各类表面结构。该平滑方法要求的周期短，工艺要求价格低廉，可以实现量产，并有效实现硅原子表面的平滑。

主权项

一种实现硅表面结构平滑的方法，其特征是步骤如下：通过红外光加热的方式控制硅或锗材料温度以及加热和冷却的时间；基于高真空或超高真空的石英腔体中引入氢气气氛加热，在加热过程中加入氩气，氦气或氪气等抑制表面的过迁移现象，在温度开始下降即600℃‑1000℃时通过氮气终结硅表面的迁移，或者继续加入氩气或二氧化碳等抑制硅原子的迁移，然后在后期降温即从800℃到室温的过程中引入高纯氧气； 工艺流程是：运行真空机组使整个石英腔体达到一个超高真空或高真空，在400℃到800℃温度范围加热去除腔内的各种杂质气体，然后通入氢气，保持氢气的流量，精确控制石英腔体的压强，气体压强可以在0.01mTorr到760Torr之间来精确调控，升高的温度在室温到1200℃精确控制；然后利用电磁热辐射传热，以红外线加热源的红外线直接传热达到快速加热的目的；在达到某一温度即在1000℃到1200℃之间时，通入氩气控制比表面的过迁移过程；在结束加热时即温度范围在1000℃到1200℃之间，通入氮气终结表面氢原子的迁移，或者继续通入氩气、氦气等气体抑制表面原子的迁移；在后期降温阶段即从800℃到室温18℃，通入氧气形成一层致密的氧化硅薄膜作为保护层材料的表面结构。