[发明专利]一种InAsSb/AlAsSb材料红外探测器件的腐蚀液及器件制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其是一种InAsSb/AlAsSb材料红外探测器件的腐蚀液及器件制作方法。

背景技术

半导体红外探测器作为一种探测器，可用于军事跟踪、夜视、监控和地下物质勘探等设备中，目前半导体红外探测器的研发和制备工作成为科研界的一个热点，相对于当前使用较普遍的碲镉汞红外探测器，具有探测波长更广（理论上支持短波到甚长波30μm可调）器件性能均匀稳定，适合量产，能够探测更多色，制作更大焦平面的探测阵列。半导体探测器的器件工艺也是一个制作流程的关键一步，其制作的好坏很大程度上影响着探测器的灵敏度、响应度、暗电流等问题。

考虑到工艺制作中广泛采用的干法刻蚀所采用的复杂的机械、电气和真空装置，同时配有自动化的刻蚀终点检测和控制装置，干法刻蚀工艺的设备投资是昂贵的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种对于InAsSb/AlAsSb材料红外探测器件的腐蚀速度适当、腐蚀能力好的腐蚀液。

为了解决上述技术问题，本发明的另一目的是：提供一种工艺相对简单并减少设备依赖性的InAsSb/AlAsSb材料红外探测器件制作方法。

本发明所采用的技术方案是：一种InAsSb/AlAsSb材料红外探测器件的腐蚀液，该腐蚀液由硝酸HNO₃、双氧水H₂O₂和水H₂O配制而成，配比为HNO₃:H₂O₂:H₂O=1:1:4。

本发明所采用的另一技术方案是：一种InAsSb/AlAsSb材料红外探测器件的制作方法，包括有以下步骤：

A、用分子束外延在GaSb衬底上生长出InAsSb/AlAsSb材料的红外探测器的外延片；

B、对外延片依次进行丙酮、酒精、去离子水的5min、5min、10min的超声清洗，然后在180℃的烘烤台烘烤10min；

C、使用厚度为1.5μm正胶，坚膜条件为90℃，坚膜时间为180s，然后使用紫外曝光机曝光50s，显影时间为30s；

D、按照配比HNO₃:H₂O₂:H₂O=1:1:4配置腐蚀液，控制反应温度在20±0.3℃进行腐蚀，腐蚀速率为27nm/s；

E、用丙酮去残胶，重复步骤B、C；

F、用等离子刻蚀去残胶后用5%HCl溶液漂洗30s并用去离子水冲洗；

G、用电子束蒸发镀电极；

H、在丙酮中进行剥离操作；

I、进行快速退火炉退火处理；

J、完成磨脚、引线的器件工艺流程。

进一步，所述步骤A具体为：用分子束外延在GaSb衬底上生长出InAsSb/AlAsSb材料的红外探测器的外延片，所述GaSb衬底上的外延片从上至下依次为24nm Si-InAs、200nm Si-InAsSb、0.3nm AlAs、0.24nm AlSb、2μm Si-InAsSb。

进一步，所述步骤C中的正胶为3840原液甩胶。

进一步，所述步骤D中同时用台阶仪测试以确定腐蚀的位置和时间。

进一步，所述步骤F需重复执行3次。

进一步，所述步骤G中，镀电极的材料结构为Ni-Au-Ge-Ni-Au。

进一步，所述步骤H中，剥离操作持续20分钟。

进一步，所述步骤I中快速退火炉退火在N₂的气氛下进行，快速退火温度为400℃，快速退火时间为90s。

本发明的有益效果是：本发明的腐蚀液在20℃湿法腐蚀掉Si-InAs、Si-InAsSb、AlAs-AlSb合金的平均速度为27nm/s，腐蚀速度适当、腐蚀能力好的，避免干法刻蚀所涉及到的大型设备，有利于降低成本。

本发明的另一有益效果是：本发明使用湿法腐蚀到下电极，不用干法刻蚀所涉及到的大型设备，有利于降低成本，提供了一种方便又容易实验的制作器件刻蚀流程，保证能够达到同样的红外探测器器件参数（底暗电流，高响应度，高成品率，准确的响应波长）的同时，减低了对大型器材的依赖和损耗，完成了器件工艺的任务。

附图说明

图1为本发明方法的步骤流程图；

图2为MBE外延生长结构图；

图3为湿法刻蚀到下电极位置示意图。

具体实施方式