[发明专利]一种在掺杂膜层上制备黑硅的方法

摘要

本发明涉及半导体光电子材料领域，应用于掺杂黑硅的制备。具体地说是在制备掺杂膜层之后，利用飞秒激光辐照的方法制备掺杂黑硅微结构。本发明通过靶材贴合的方式，用磁控溅射的方法在清洁的硅衬底表面沉积一层掺杂硅膜膜层，接着利用飞秒激光辐照制备表面微结构，在气氛环境下热退火后制备得到对400nm～2400nm波段的光都有一致的高吸收特性的掺杂黑硅材料在400～1100nm的可见光波段有95％的吸收率，在1100～2400nm的近红外波段有90％的吸收率，为拓展黑硅材料的应用打下了技术基础。相对现有技术，固体膜层掺杂的方式丰富了掺杂元素种类，提高了掺杂浓度，降低了掺杂成本；减少了工艺步骤，提高了制备效率。

主权项

一种在掺杂膜层上制备黑硅的方法，其具体步骤为：步骤1、对硅衬底进行清洁处理；步骤2、采用硅靶上固定放置掺杂元素靶材的方式，用磁控溅射的方法在步骤1制得的硅衬底表面沉积一层厚度为50～500nm的掺杂硅膜，掺杂元素为硫系元素；步骤3、将步骤2制得沉积有掺杂硅膜的硅衬底在0.2～0.8atm氮气保护下用飞秒激光辐照，飞秒激光辐照的入射光波长为750～850nm，通量为1～10kJ/m2，扫描速度为0.5～10mm/s；步骤4、将步骤3制得的硅衬底于百分比浓度为5％的HF溶液中浸泡1～5min后，置于管式炉中进行热退火，退火温度为500～1200K，退火时间为30～300min，保护气氛为N2或者Ar。