[发明专利]降低黑硅材料在红外波段吸收退化的方法

摘要

降低黑硅材料在红外波段吸收退化的方法，涉及半导体光电子材料领域，解决了在黑硅光电二极管的制作过程中存在的退火后黑硅材料在红外波段的吸收下降从而使得黑硅光电探测器的红外性能下降的问题。该方法为对真空加工腔内抽真空使其压强降到预定值下，将共掺杂气体和硫系气体按照摩尔比0.01～100掺杂形成的混合气体充入真空加工腔，共掺杂气体为N₂、Ar₂或O₂，硫系气体为SF₆、SeF₆、SO₂、H₂S、H₂Se中的一种或多种，利用飞秒激光在混合气体中按扫描硅片表面，对黑硅退火处理，采用与所使用的共掺杂气体相同的保护气体。本发明有效的抑制了硫系原子在高温退火时向晶界扩散，从而使得飞秒激光加工微结构黑硅在近红外的高吸收得以保持。

主权项

降低黑硅材料在红外波段吸收退化的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、清洁硅片和真空加工腔后，将硅片放入真空加工腔中；步骤二、真空加工腔的出气口连接机械泵，进气口连接工艺气体源，通过机械泵抽真空使真空加工腔内的压强降到10^‑3Pa以下，关闭真空加工腔的出气阀及机械泵，打开工艺气体源，将共掺杂气体和硫系气体按照摩尔比为0.01～100的比例掺杂在一起形成的混合气体充入真空加工腔内，当混合气体的压强达到10Pa～1000Pa时，关闭真空加工腔的进气阀及工艺气体源；所述共掺杂气体为N₂、Ar₂或O₂，所述硫系气体为SF₆、SeF₆、SO₂、H₂S、H₂Se中的一种或多种；步骤三、将真空加工腔固定在二维位移控制平台上，保持真空加工腔内的方形硅片边缘与二维位移控制平台运动的x方向和y方向平行；步骤四、利用飞秒激光在共掺杂气体和硫系气体的混合气体中按照成Z字形的扫描路径扫描硅片表面，扫描速度为0.1mm/s～10mm/s，扫描功率为1KJ/m²～10KJ/m²；步骤五、对制得的黑硅材料进行退火处理，退火温度为475K～1075K，保护气体与步骤二中所使用的共掺杂气体相同。