[发明专利]一种用于碲镉汞材料低损伤高均匀性的刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于碲镉汞材料低损伤高均匀性的刻蚀方法。

背景技术

红外焦平面探测技术具有光谱响应波段宽、可获得更多地面目标信息、能昼夜工作等显著优点，广泛应用于预警探测、情报侦察、毁伤效果评估以及农牧业、森林资源的调查、开发和管理、气象预报、地热分布、地震、火山活动，太空天文探测等领域。

碲镉汞红外探测器芯片是红外探测技术的代表产品之一。制备这种芯片的工序非常多，有光刻、离子注入、钝化、电极沉积以及刻蚀等半导体器件工艺。其中，刻蚀是在碲镉汞材料上形成碲镉汞芯片与外电路连接“通道”的主要手段。用于制备芯片的碲镉汞材料由于自身化学键结合较脆弱，在接受外界离子作用时极易断裂，造成表面原子化学配比失衡，严重时导致材料类型反型，其结果是在被刻蚀区域引入pn结，从而降低器件性能。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题的用于碲镉汞材料低损伤高均匀性的刻蚀方法。

具体地，本发明所述用于碲镉汞材料低损伤高均匀性的刻蚀方法，包括：

步骤1，在碲镉汞薄膜的芯片上，按照刻蚀图形要求进行光刻；

步骤2，利用导热冷却液将芯片粘接在样品盘上，并将其置入具备PTSA等离子源的ICP设备的刻蚀腔内，利用所述ICP设备进行刻蚀；

步骤3，在刻蚀完成后，将芯片在去离子水中进行超声浸润；

步骤4，将超声浸润后的芯片放入冰点溴-甲醇腐蚀液中进行轻腐蚀；

步骤5，清洗经过轻腐蚀后的芯片，刻蚀完成。

可选地，本发明所述方法中，所述步骤3中，进行超声浸润的时间为3min～6min。

可选地，本发明所述方法中，所述步骤4中，采用的冰点溴-甲醇腐蚀液的浓度为0.1%～0.4%。

可选地，本发明所述方法中，所述步骤4中，进行轻腐蚀的腐蚀时间为10s～20s。

本发明有益效果如下：

本发明所述方法，采用基于PTSA等离子源的ICP刻蚀，辅以特殊的高导热率粘接剂，保证了所需图形的高选择性高均匀性要求，同时结合超声浸润加冰点溴甲醇的轻腐蚀工艺，去除了碲镉汞材料在刻蚀过程中易产生的损伤层，实现了低损伤高均匀性刻蚀效果，本方法工艺实施可行，操作便捷，其结果有利于提高芯片性能。经过试验表明，利用本发明所述的工艺方法，显著的提高刻蚀均匀性（Φ5μ，深1.4μ的孔），明显降低刻蚀中产生的损伤；刻蚀均匀性＜10%，刻蚀成型的芯片I-V特性良好，损伤极低，芯片性能优良。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种用于碲镉汞材料低损伤高均匀性的刻蚀方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种用于碲镉汞材料低损伤高均匀性的刻蚀方法的流程图；

图3为本发明实施例中4片芯片的刻蚀深度对比图；

图4为采用本发明所述的低损伤刻蚀方法的芯片的I-V曲线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了确保碲镉汞材料在刻蚀过程中不被刻蚀反型，本发明提出了一种用于碲镉汞材料低损伤高均匀性的刻蚀方法，所述方法提出了一种基于PTSA等离子源的ICP刻蚀，结合了超声浸润加溴甲醇的轻腐蚀工艺，并辅以特殊的高导热率粘接剂的刻蚀工艺，实现了在最大程度降低刻蚀过程中损伤程度的情况下，尽可能的控制损伤程度的一致性，保证损伤去除过程的均匀性，降低了芯片被刻蚀区域的非均匀性，实现了碲镉汞芯片性能的提高。下面就通过几个具体实施例对本发明所述方法进行详细说明。

实施例一

本发明实施例提供一种用于碲镉汞材料低损伤高均匀性的刻蚀方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101，在碲镉汞薄膜的芯片上，按照刻蚀图形要求进行光刻；