[发明专利]一种光电探测器的制备方法在审

专利信息
申请号: 201710477533.2 申请日: 2017-06-20
公开(公告)号: CN107275441A 公开(公告)日: 2017-10-20
发明(设计)人: 曹东波 申请(专利权)人: 湖南商学院
主分类号: H01L31/18 分类号: H01L31/18;H01L31/0216;C23C14/08;C23C14/34
代理公司: 长沙楚为知识产权代理事务所(普通合伙)43217 代理人: 李大为
地址: 410205 *** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 光电 探测器 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种光电探测器的制备方法,其特征在于,所述光电探测器的制备方法包括以下步骤:

步骤一,材料生长采用LP-MOCVD设备,分别以三甲基铟、三甲基镓、三甲基铝、砷烷和磷烷作为In、Ga、As和P源,以SiH4为n型掺杂源,Ar作为载气;

步骤二,采用掺S的n+-InP衬底,晶面为,反应室压力为100mbar;使用SEM测量InP和InGaAs异质结的界面平整度;使用XRD测量InGaAs的晶格失配度,并保持在±5×10-5;使用电化学C-V测量In0.53Ga0.47As的背景载流子浓度;

步骤三,采用MOCVD技术在InP衬底上生长0.6μm的InP缓冲层,再生长2.6μm的本征In0.53Ga0.47As吸收层,在本征吸收层上生长1μm的弱n型InP覆盖层,最后生长0.23μm的In0.77Ga0.23As0.5P0.5帽层;

步骤四,帽层表面涂抹硒化锑薄膜,硒化锑薄膜为经过后硒化处理的硒化锑薄膜;

步骤五,采用等离子化学气相沉积技术在顶层沉积一层Si3N4膜作为Zn扩散掩蔽层,用光刻技术刻蚀出一个直径为80μm的圆形窗口;采用MOCVD扩散工艺将Zn扩散进InP覆盖层,形成p型感光区;接着用Au/Zn/Au制作p面欧姆接触,减薄衬底至205μm,再用Au/Ge/Ni/Au制作n面欧姆接触;

步骤六,在光敏区上淀积2.2μm的ZnO薄膜作为增透膜。

2.如权利要求1所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,所述步骤四中后硒化处理为:将硒化锑薄膜在硒氛围中进行退火处理;硒氛围的硒蒸气分压为10500Pa,退火温度为410℃~450℃,处理时间为32min;或在硒化锑薄膜表面沉积一层硒,再进行退火处理。

3.如权利要求2所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,所述沉积的硒的厚度为510nm,退火温度为420℃,退火时间为60min~65min。

4.如权利要求2所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,所述退回处理包括:脉冲波形中,脉冲能量密度从最大高度的10%到最大高度为止的上升时间为35ns以下,从所述最大高度到最大高度的10%为止的下降时间为80ns以上,一边用该脉冲激光照射半导体膜,一边进行相对扫描来对该半导体膜进行表面处理。

5.如权利要求1所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,所述Ge制作n面欧姆接触的方法包括:

制作一层硅衬底,在硅衬底表面衬一层Ge层;在所述Ge层上生长一层SiGe/Ge层结构,最上面依然用Ge层覆盖;在所述SiGe/Ge结构与Ge层中腐蚀出至Si衬底层的两个间隔排列的凹槽;通过一系列腐蚀去除SiGe/Ge结构中多余的SiGe,形成具有间隔的Ge层结构;在所述多层Ge结构表面附着金属导电材料,并在其上设置电极。

6.如权利要求5所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,采用低温-高温化学气相沉积工艺在Si底衬层上形成Ge层。

7.如权利要求6所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,所述的低温-高温化学气相沉积工艺,低温取值在300℃~400℃;高温取值在500℃~600℃。

8.如权利要求6所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,所述金属导电材料使用Au或者Ag。

9.如权利要求1所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,所述在光敏区上淀积2.2μm的ZnO薄膜作为增透膜的方法包括:

将预处理后ZnO原料经1 300℃升至1450℃下预烧2h制得ZnO原料粉料,成型生坯经过1450℃烧结2h后即制得磁控溅射用ZnO靶材。

10.如权利要求9所述的光电探测器的制备方法,其特征在于,所述在光敏区上淀积2.2μm的ZnO薄膜作为增透膜的方法具体包括:

以SnO2、Ta2O5和ZnO粉为原料,按摩尔分数ZnO 0~2.00%、SnO25%~70%,Ta2O51%~30%;配料后,将称得的原料放入球磨罐混合,以无水乙醇作为分散剂,球、料、乙醇质量比为1.5:2:1.5进行球磨,球磨时间为5h,球磨后将粉料进行烘干、研磨、过150目筛网,在1300℃保温2小时预烧;

将预烧后的粉料进行二次球磨,球磨时间为4h,球磨后经过干燥、研磨、过150目筛网,添加粘合剂进行造粒,加入粘合剂;造粒后的粉料静置18小时后压片;

烧结前对靶材生坯进行高温排胶处理,生坯从室温升至300℃保温20min,接着从300℃升至烧结温度1300℃~1450℃,在烧结温度下保温2h,将烧结获得靶材进行表面抛光,使其两个表面光滑平行;

采用10wt%聚乙烯醇溶液作为造粒的粘合剂,聚乙烯醇溶液和预烧粉料的质量比为1:15;

压片机所用压力为11MPa,保压时间为3min,在100MPa下等静压静置2min;

排胶处理的排胶温度为1000℃,升温8h,保温24h;

烧结温度的升高速率为7℃/min。

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