[发明专利]一种原位制备掺杂黑硅的方法

权利要求书

1.一种原位制备掺杂黑硅的方法，其特征在于，所述方法包括：

将硅片放置于黑硅制备装置的注入腔室内；

向所述黑硅制备装置通入混合气体，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，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，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与所述硅片发生反应，形成黑硅；

停止通入所述混合气体，并且抽出所述黑硅制备装置中的所有气体；

保持所形成的黑硅在原位，向所述黑硅制备装置中通入具有掺杂元素的气体，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，所述黑硅制备装置产生等离子体，所述等离子体中的具有掺杂元素的离子或离子基团被注入到所述黑硅中，实现原位制备掺杂黑硅。

2.根据权利要求1所述的原位制备掺杂黑硅的方法，其特征在于：所述将硅片放置于黑硅制备装置的注入腔室内的步骤还包括：将所述硅片与可施加偏置电压的电源电气连接。

3.根据权利要求2所述的原位制备掺杂黑硅的方法，其特征在于：所述工艺参数包括注入腔室的本底压强和工作压强，注入气体的流量，抽取气体的速度，混合气体组成成分、组成比例和浓度，等离子体电源的输出功率和频率，可施加偏置电压的电源所施加的偏置电压，以及等离子体注入时间。

4.根据权利要求3所述的原位制备掺杂黑硅的方法，其特征在于：所述偏置电压由多种偏置电压组合而成，通过调节所述等离子体注入时间、所述注入气体的流量和组成比例、所述等离子体电源的输出功率或所述偏置电压来改变所述掺杂黑硅的掺杂浓度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的原位制备掺杂黑硅的方法，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。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的原位制备掺杂黑硅的方法，其特征在于：所述具有钝化作用的气体包括O₂、N₂O或N₂。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的原位制备掺杂黑硅的方法，其特征在于：所述具有掺杂元素的气体包括B₂H₆、B(OCH₃)₃、B₂O₃、BN、BCl₃、BBr₃、BF₃、PH₃、PCl₃、PBr₃、PF₃、PF₅、P₂O₅、POCl₃、AsH₃、AsCl₃、AsF₃、AsF₅、H₂S、H₂Se或H₂Te。

8.根据权利要求3所述的原位制备掺杂黑硅的方法，其特征在于：在所述形成黑硅的步骤中，所述注入腔室的本底压强为10^-7Pa～1000Pa，工作压强为10^-3Pa～1000Pa，所述混合气体的流量为1sccm～1000sccm，等离子体电源的输出功率为1W～100000W，所施加偏置电压为-100000V～100000V，等离子体电源的频率为直流～10GHz，可施加偏置电压的电源的频率为直流～10GHz，所述混合气体中的具有刻蚀作用的气体与具有钝化作用的气体之间的体积比为0.01～100。