用飞秒激光以适当能流作用于处在一定气氛（一般是SF6）中的单晶硅片上，加工后的表面区域可以得到准周期排列的微米尺度锥结构。在这些微结构的表面层（约300nm厚）中存在过饱和掺杂硫元素，后者在硅中形成杂质中间带，达到拓展硅吸收光谱的效果。微结构与掺杂硫元素共同作用，使得这种材料表现出非常好的广谱高吸收性能——人们称这种改性硅材料为“黑硅”。进一步的研究发现，黑硅不仅具有很好的光吸收特性，还表现出电学应用的性能。适当的退火工艺处理能够促进硫元素释放价电子成为自由载流子，黑硅表面层将呈现出高掺N型特性，与一定范围的基底类型及掺杂匹配能够得到具有整流效应的PN结。　　 本文出于对上面两种性质的综合应用，提出了制作基于黑硅的光电二极管的研究课题。在前期的工作中，我们掌握了一系列参数调控黑硅性能的方法。这些可调控的参数有:激光辐照脉冲数，加工气氛，激光平均能流和退火温度等。对这些参数的控制使我们能够在以后的器件制作中有针对性地优化性能。到本论文完成时，我们一共制作了九组基于黑硅的光电二极管器件。这九组大致可以分为三个阶段:G1-G3，初期阶段;G4-G7，起步阶段;G8-G9，探索优化阶段。由于本组之前没有器件研制的经验和技术条件，初级阶段我们力求首先获得基本的二极管整流特性。在工艺上可以稳定获得整流特性之后，于起步阶段前期，我们经历了一段探索器件光响应的瓶颈，并最终获得突破，得到很大的提高。但是，我们并不满足于这样的结果。为了进一步优化器件的光响应能力，我们进行了G8和G9组实验，以期能够获得更好的效果。第五章中，我们对器件测试性能进行了综合分析，得到了工艺上的优化方案。到目前为止，我们制作的基于黑硅的光电二极管器件可以得到这样的外量子效率结果:160％@980nm，-0.5V;230％@950nm，-2V;450％@960nm，-24V。这样的结果，已经显示出黑硅二极管优异的光响应信号增益能力。