采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN106981543B(45)授权公告日2018.05.22(21)申请号201710216551.5H01L31/0236(2006.01)(22)申请日2017.04.05H01L31/028(2006.01)(65)同一申请的已公布的文献号(56)对比文件申请公布号CN106981543ACN103681970A,2014.03.26,全文.EP3050120A1,2016.08.03,全文.(43)申请公布日2017.07.25CN105742407A,2016.07.06,全文.(73)专利权人中国电子科技集团公司第四十四US2016240703A1,2016.08.18,全文.研究所EP2561557A2,2013.02.27,全文.地址400060重庆市南岸区花园路14号电CN104332526A,2015.02.04,全文.子44所审查员王先宝(72)发明人黄建姜华男杨修伟廖乃镘袁安波(74)专利代理机构重庆辉腾律师事务所50215代理人侯懋琪侯春乐(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法(57)摘要本发明公开了一种采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，所述方法的步骤为：1）提供硅片；对硅片表面进行清洗；2）硅片上用于制作黑硅层的区域记为操作区；采用电子束蒸发镀膜工艺或磁控溅射镀膜工艺，在操作区表面生长铝硅共晶薄膜；3）采用等离子刻蚀工艺对铝硅共晶薄膜中的硅进行选择性刻蚀，将铝硅共晶薄膜中的硅刻蚀掉；4）利用铝硅共晶薄膜中残留的铝作为掩膜，采用等离子刻蚀工艺对操作区上的硅进行选择性刻蚀，从而在操作区上形成黑硅层；5）采用等离子刻蚀工艺对所述掩膜进行选择性刻蚀，将掩膜刻蚀掉，然后对黑硅层进行清洗。本发明的有益技术效果是：能制作出形貌优良的黑硅层。CN106981543BCN106981543B权利要求书1/1页1.一种采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其特征在于：所述方法的步骤为：1)提供硅片；对硅片表面进行清洗；2)硅片上用于制作黑硅层的区域记为操作区；采用电子束蒸发镀膜工艺或磁控溅射镀膜工艺，在操作区表面生长铝硅共晶薄膜；3)采用等离子刻蚀工艺对铝硅共晶薄膜中的硅进行选择性刻蚀，将铝硅共晶薄膜中的硅刻蚀掉；4)利用铝硅共晶薄膜中残留的铝作为掩膜，采用等离子刻蚀工艺对操作区上的硅进行选择性刻蚀，从而在操作区上形成黑硅层；5)采用等离子刻蚀工艺对所述掩膜进行选择性刻蚀，将掩膜刻蚀掉，然后对黑硅层进行清洗。2.根据权利要求1所述的采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其特征在于：步骤1)中，采用RCA清洗工艺对硅片表面进行清洗；步骤5)中，采用RCA清洗工艺对黑硅层进行清洗。3.根据权利要求1所述的采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其特征在于：步骤3)中，刻蚀操作的工艺气体采用SF6、CF4或CHF3，辅助气体采用HBr、O2、Ar或He；刻蚀操作对硅和铝的刻蚀选择比大于5。4.根据权利要求1所述的采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其特征在于：步骤4)中，刻蚀操作的工艺气体采用SF6、CF4或CHF3，辅助气体采用HBr、O2、Ar或He；刻蚀操作对硅和铝的刻蚀选择比大于10，且对硅的纵向刻蚀速率和横向刻蚀速率之比大于5。5.根据权利要求1所述的采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法，其特征在于：步骤5)中，刻蚀操作的工艺气体采用Cl2或BCl3，辅助气体采用N2、Ar或He；刻蚀操作对铝和硅的刻蚀选择比大于10。2CN106981543B说明书1/4页采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法技术领域[0001]本发明涉及一种黑硅层制作技术，尤其涉及一种采用铝硅共晶薄膜辅助干法刻蚀制备黑硅层的方法。背景技术[0002]硅光电探测器(PIN/APD)具有暗电流小、灵敏度高、成本低等优点，在光纤通讯、激光测距、三维成像、激光制导等领域都有广泛的应用。为进一步提升系统性能、扩展应用范围，一种较好的途径就是提高硅光电探测器对近红外波段(800～1100nm)的响应率；基于现有技术可知，黑硅层同时具有微纳结构陷光作用和光电流内部倍增作用，其对800～1700nm光谱范围具有很高的吸收率(≥80％)，因此，在硅光电探测器中设置黑硅层是一种提高硅光电探测器近红外波段响应率的较好手段。[0003]黑硅层在硅光电探测器中一般作为光敏吸收层使用，在制作黑硅层时，为提高黑硅层对近红外光的吸收率，通常要求制作出的黑硅层具有较深和较大深宽比的微纳陷光结构，此外，制作工艺还需要具有晶格损伤低、均匀性高、