多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构制备方法，其特征在于，包括以下步骤：生长多晶硅层：在硅片表面生长一多晶硅层，其中，所述多晶硅层形成有一具有第一粗糙度的初始表面；多晶硅层预处理：对多晶硅层进行掺杂、氧化工艺，在硅片表面形成一表面具有第二粗糙度的二氧化硅层，得到刻蚀掩膜结构；黑硅微结构刻蚀转移成型：利用所述刻蚀掩膜结构同步刻蚀二氧化硅层及硅片的衬底，将刻蚀掩膜结构按照预设比例转移至衬底上，形成黑硅微结构。2.根据权利要求1所述的多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构制备方法，其特征在于，在所述生长多晶硅的步骤之前，还包括以下步骤：对硅片进行第一次清洗：提供一硅片并对硅片的表面进行第一次清洗。3.根据权利要求2所述的多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构制备方法，其特征在于，在所述对硅片进行第一次清洗的步骤中，采用rca清洗方法对硅片的表面进行清洗，具体方法为：采用浓硫酸和双氧水混合溶液对硅片表面进行sph清洗，并将sph清洗后的硅片用去离子水冲洗；采用氨水、双氧水以及纯水混合溶液对sph清洗后的硅片进行apm清洗，并将apm清洗后的硅片用去离子水冲洗；采用盐酸、双氧水及纯水混合溶液对apm清洗后的硅片进行hpm清洗，并将清洗后的硅片用去离子水冲洗后甩干硅片表面的去离子水和水渍。4.根据权利要求1所述的多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构制备方法，其特征在于，在所述生长多晶硅的步骤中，所述多晶硅层表面的第一粗糙度为50～200nm。5.根据权利要求1所述的多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构制备方法，其特征在于，在所述多晶硅层预处理的步骤中，包括以下子步骤：多晶硅层掺杂：采用离子注入或扩散掺杂工艺在多晶硅层中注入或掺杂预设剂量的杂质；多晶硅层氧化：采用干氧化工艺，对掺杂后的多晶硅层进行氧化，并在硅片表面形成一表面具有第二粗糙度的二氧化硅层，得到刻蚀掩膜结构。6.根据权利要求5所述的多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构制备方法，其特征在于，在所述多晶硅层掺杂的步骤中，所述杂质的掺杂剂量为10
18
cm-3
～10
22
cm-3
，掺杂气体为n2/pocl3/o2，掺杂气体气压为100mtorr～800mtorr，掺杂温度为800℃～1100℃，掺杂时间为60min～80min。7.根据权利要求5所述的多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构制备方法，其特征在于，在所述多晶硅层氧化的步骤中，所述多晶硅层在氧化后，表面的第二粗糙度为50nm～300nm。8.根据权利要求1所述的多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构制备方法，其特征在于，在所述黑硅微结构刻蚀转移成型的步骤中，以所述具有第二粗糙度的二氧化硅层作为刻蚀掩膜结构，采用氟基工艺气体和辅助刻蚀气体对二氧化硅层和硅片的衬底进行同步刻蚀，并调节刻蚀选择比，将所述二氧化硅层上具有第二粗糙度的表面形貌放大后转移至衬底上，形成柱状的黑硅微结构。9.根据权利要求1所述的多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构制备方法，其特征在于，在所述黑硅微结构刻蚀转移成型的步骤之后，还包括以下步骤：
对硅片进行第二次清洗：将形成有黑硅微结构的硅片进行第二次清洗。10.一种黑硅微结构，其特征在于，包括采用如权利要求1～9任一项所述的多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构制备方法制备形成于硅片的衬底内。

技术总结
本发明公开了一种多晶硅辅助刻蚀的黑硅微结构及其制备方法，包括在硅片表面生长一多晶硅层，多晶硅层形成有一具有第一粗糙度的初始表面；对多晶硅层进行掺杂、氧化工艺，在硅片表面形成一表面具有第二粗糙度的二氧化硅层，得到刻蚀掩膜结构；利用刻蚀掩膜结构同步刻蚀二氧化硅层及硅片的衬底，将刻蚀掩膜结构按照预设比例转移至衬底上，形成黑硅微结构，工艺简单，成本低，制备过程对设备的硬件要求低，有利于批量化生产并且与硅光电器件工艺兼容性好，制备的黑硅微纳结构精细化程度适中，近红外吸收效果好。外吸收效果好。外吸收效果好。


技术研发人员：黄建 钟玉杰 向华兵 杨修伟 袁安波 姜华男 廖乃镘
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十四研究所
技术研发日：2022.08.17
技术公布日：2022/11/15