(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211154718.7 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 中国科学院微电子 研究所 地址 100029 北京市朝阳区北土城西路3号 (72)发明人 文志东　侯煜　张喆　张昆鹏　 宋琦　许子业　石海燕　李曼　 王然　岳嵩　薛美　张紫辰　 (74)专利代理 机构 北京兰亭信通知识产权代理 有限公司 1 1667 专利代理师 苑晨超 (51)Int.Cl. B23K 26/046(2014.01) B23K 26/70(2014.01) C30B 29/06(2006.01) C30B 33/08(2006.01) (54)发明名称 黑硅的制备方法 (57)摘要 本发明提供一种黑硅的制备方法， 包括： 在 完成前一加工路径的诱导加工后， 将激光束以聚 焦的方式在当前加工路径的表 面形成第一光斑， 以对所述当前加工路径进行第一次诱导加工， 使 当前加工路径的表面形成微米级结构； 在第一次 诱导加工完成之后， 将激光束以负 离焦的方式在 当前加工路径的表面形成第二光斑， 以对所述当 前加工路径进行第二次诱导加工， 使当前加工 路 径的表面形成纳米级结构。 本发 明提供的黑硅的 制备方法， 能够降低激光加工过程中对材料的保 护要求， 减少危险化工物品的使用。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115415664 A 2022.12.02 CN 115415664 A 1.一种黑硅的制备 方法， 其特 征在于， 包括： 在完成前一加工路径的诱导加工后， 将激光束以聚焦的方式在当前加工路径的表面形 成第一光斑， 以对所述当前加工路径进行第一次诱导加工， 使当前加工路径的表面形成微 米级结构； 在第一次诱导加工完成之后， 将激光束以负离焦的方式在 当前加工路径的表面形成第 二光斑， 以对所述当前加工路径进行第二次诱导加工， 使当前加工路径的表面形成纳米级 结构。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述第二光斑的直径为第一光斑直径的 1.15‑2.5倍。 3.根据权利 要求2所述的方法， 其特征在于， 所述第一光斑的直径为40 ‑60 μm， 所述第二 光斑的直径为70 ‑100 μm。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述前一加工路径与当前加工路径之间的 距离为第一 光斑直径的1/ 3‑3/4倍。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述前一加工路径与当前加工路径之间的 距离为20 ‑30 μm。 6.根据权利要 求1所述的方法， 其特征在于， 所述第一光斑的能量密度为0.7 ‑2J/cm2； 所 述第二光斑的能量密度为0.3 ‑0.5J/cm2。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述第 一次诱导加工和第 二次诱导加工采 用的激光器输出功率为2 ‑10W， 频率为200 ‑400KHz， 脉冲波长为650nm以下， 脉冲宽度小于 10ns。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述当前路径包括多个加工点位， 在第一 次诱导加工和第二次诱 导加工时， 每 个加工点 位采用300‑700个脉冲形成的光斑进行加工 。 9.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述第 二次诱导加工时的每个加工点位的 脉冲数量大于所述第一次诱 导加工时每 个加工点 位的脉冲数量。 10.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在第 一次诱导加工和第 二次诱导加工时， 待处理材料设置在空气氛围中。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115415664 A 2黑硅的制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及半导体技 术领域， 尤其涉及一种黑硅的制备 方法。 背景技术 [0002]制备黑硅表面有很多方式， 包括溶胶凝胶法、 电子刻蚀、 湿法刻蚀、 干法刻蚀和激 光加工等。 激光加工能够满足加工结构的任意性和可控性， 也能够满足加工结构 高精度的 需求； 其次， 激光加工具有 可程序化、 适合于大面积加工以及环境友好等优势。 除此之外， 激 光加工具有结构可设计性， 有利于减反射结构表面设计及后期制备。 目前制备硅基陷光结 构主要有两种激光加工方法： 一种是 “黑硅”技术， 脉冲激光在 硫系气氛环 境(SF6、 H2S等)下 直接扫描硅基材料， 产生尖峰微米结构； 另一种是脉冲激光通过液体环境(蒸馏水、 硫酸溶 液等)辐照硅基材料， 产生柱状结构 。 但这两种方法都有操作复杂， 激光设备复杂， 且含有危 险化工物品等 缺陷。 发明内容 [0003]本发明提供的黑硅 的制备方法， 能够降低激光加工过程中对材料的保护要求， 减 少危险化工物品的使用。 [0004]本发明提供一种黑硅的制备 方法， 包括： [0005]在完成前一加工路径的诱导加工后， 将激光束以聚焦的方式在当前加工路径的表 面形成第一光斑， 以对所述当前加工路径进行第一次诱导加工， 使当前加工路径的表面形 成微米级结构； [0006]在第一次诱导加工完成之后， 将激光束以负离焦的方式在当前加工路径的表面形 成第二光斑， 以对所述当前加工路径进行第二次诱导加工， 使当前加工路径的表面形成纳 米级结构。 [0007]可选地， 所述第二 光斑的直径为第一 光斑直径的1.15 ‑2.5倍。 [0008]可选地， 所述第一 光斑的直径为 40‑60 μm， 所述第二 光斑的直径为70 ‑100 μm。 [0009]可选地， 所述前一加工路径与当前加工路径之间的距离为第一光斑直径的1/3 ‑3/ 4倍。 [0010]可选地， 所述前一加工路径与当前加工路径之间的距离为20 ‑30 μm。 [0011]可选地， 所述第一光斑的能量密度为0.7 ‑2J/cm2； 所述第二光斑的能量密度为 0.3‑0.5J/cm2。 [0012]可选地， 所述第一次诱导加工和第二次诱导加工采用的激光器输出功率为2 ‑10W， 频率为200‑400KHz， 脉冲波长为6 50nm以下， 脉冲宽度小于10ns。 [0013]可选地， 所述当前路径包括多个加工点位， 在第一次诱导加工和第二次诱导加工 时， 每个加工点 位采用300‑700个脉冲形成的光斑进行加工 。 [0014]可选地， 所述第二次诱导加工时的每个加工点位的脉冲数量大于所述第一次诱导 加工时每 个加工点 位的脉冲数量。说　明　书 1/4 页 3 CN 115415664 A 3