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黒硅是表面黑化后的硅材料,其对可见光的高吸收率受到半导体领域的广泛认可,并可用于太阳能电池、光探测器、光二极管、场发射器、冷发光器及其他光电器件,前景诱人。黒硅的制备方法多样,各有千秋,而化学方法简易廉价且适合批量生产,为黒硅的商业应用提供了可能性。本文采用酸法腐蚀、碱法腐蚀和电化学腐蚀法制备了黒硅样品,并对其表面微结构、光学性能、光电性能做了对比研究。采用真空蒸镀和磁控溅射法在黒硅样品上制备欧姆电极,得到对可见到红外波段光具有高响应的MSM结构和N+/N结构的黒硅光电器件。在不同条件下制备了黒硅,并进行了对比研究,包括表面微结构特性、光学特性、光电转换特性等,主要研究工作及其结果如下:1、配制HF酸、H2O2、氯金酸和乙醇的水溶液作为酸法腐蚀液,在不同温度下对单晶硅腐蚀7min,结果表明,腐蚀温度越高,黒硅表面纳米孔的孔径越大;2、在单晶硅表面光刻2μm:2μm的Si3N4掩膜,用KOH和异丙醇的水溶液在85.7℃下腐蚀单晶硅得到表面微结构规则的黒硅。3、结合酸腐蚀和碱腐蚀两种方法制备黒硅可互相弥补;4、在HF酸的乙醇溶液中电化学腐蚀单晶硅,腐蚀时间越长孔径越大,孔深越深,腐蚀过长时间会导致孔间连通形成沟壑;5、用积分球分别测试不同方法制备的黒硅,得到酸法腐蚀制备的黒硅只提高对可见光的吸收率(94%),碱腐蚀和电化学制备的黒硅对可见光和红外光的吸收率都有提高,对可见光的吸收率都为85%,两者对红外光的吸收率分别为30%和15%,Te掺杂将硅的红外光吸收率提高了20%左右,但降低了对可见光的吸收率;6、用真空蒸镀法和磁控溅射法在黒硅样品上制备了金属电极,结果表明对金属电极进行300℃的慢退火可形成欧姆接触。7、黒硅光电器件的I-V特性测试表明,MSM结构的黒硅器件呈现光敏电阻特性和N+/N结构的黒硅器件呈现光敏二极管特性,可应用于光探测器、光电二极管、太阳能电池和光电开关等光敏器件中,较传统硅光敏器件提高了器件的灵敏度和响应率。