[發明專利]利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法

有效

• 申請號: 201010235399.3
• 申請日: 2010-07-23
• 公開（公告）號: CN101880914A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 夏洋;劉邦武;李超波;劉杰;汪明剛;李勇滔
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: C30B33/12
• 分類號: C30B33/12
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 王建國

1.一種利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于：將硅片放置于黑硅制備裝置內，采用等離子體浸沒離子注入工藝來制備黑硅。

2.根據權利要求1所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于，所述方法包括：

(a)將所述硅片放置于所述黑硅制備裝置的注入腔室內；

(b)調整所述黑硅制備裝置的工藝參數進入預先設置的數值范圍；

(c)所述黑硅制備裝置產生等離子體，所述等離子體中的反應離子注入至所述硅片內；

(d)所述反應離子與所述硅片發生反應，形成黑硅。

3.根據權利要求2所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于：所述步驟(a)進一步包括將所述硅片與可施加偏置電壓的電源電氣連接。

4.根據權利要求3所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于：所述工藝參數包括所述注入腔室的本底壓強和工作壓強。

5.根據權利要求4所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于，所述步驟(b)包括如下步驟：

抽取所述注入腔室內的氣體，使得所述注入腔室的壓強進入預先設置的本底壓強范圍，所述預先設置的本底壓強范圍為10^-7Pa～1000Pa；

向所述注入腔室充入可與所述硅片發生反應的混合氣體，調整所述混合氣體的流量，使得所述注入腔室的壓強進入預先設置的工作壓強范圍，所述預先設置的工作壓強范圍為10^-3Pa～1000Pa。

6.根據權利要求4所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于，所述步驟(b)包括如下步驟：

抽取所述注入腔室內的氣體，使得所述注入腔室的壓強進入預先設置的本底壓強范圍，所述預先設置的本底壓強范圍為10^-7Pa～1000Pa；

向所述注入腔室充入可與所述硅片發生反應的混合氣體，調整所述黑硅制備裝置抽取所述注入腔室內的氣體的抽取速度，使得所述注入腔室的壓強進入預先設置的工作壓強范圍，所述預先設置的工作壓強范圍為10^-3Pa～1000Pa。

7.根據權利要求5或6所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于：所述混合氣體由具有刻蝕作用的氣體和具有鈍化作用的氣體組成。

8.根據權利要求7所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于：所述具有刻蝕作用的氣體包括SF₆、CF₄、CHF₃、C₄F₈、NF₃、SiF₄、C₂F₆、HF、BF₃、PF₃、Cl₂、HCl、SiH₂Cl₂、SiCl₄、BCl₃或HBr，所述具有鈍化作用的氣體包括O₂、N₂O或N₂。

9.根據權利要求8所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于：所述工藝參數還包括所述具有刻蝕作用的氣體與所述具有鈍化作用的氣體之間的體積比。

10.根據權利要求9所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于，所述步驟(b)還包括如下步驟：

調整所述混合氣體中的所述具有刻蝕作用的氣體與所述具有鈍化作用的氣體之間的體積比進入預先設置的體積比范圍，所述預先設置的體積比范圍為0.01～100。

11.根據權利要求10所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于：所述工藝參數還包括所述黑硅制備裝置的等離子體電源的輸出功率和頻率，所述可施加偏置電壓的電源的頻率、脈寬和占空比，以及所述偏置電壓。

12.根據權利要求11所述的利用等離子體浸沒離子注入制備黑硅的方法，其特征在于，所述步驟(b)還包括如下步驟：

調整所述等離子體電源的輸出功率進入預先設置的輸出功率范圍，所述預先設置的輸出功率范圍為1～100000W。