[发明专利]HgCdTe器件钝化层的电学接触孔刻蚀方法

说明书

本发明提供了一种HgCdTe器件钝化层的电学接触孔刻蚀方法，包括以下步骤：在HgCdTe外延片上制备出金属阻挡电极的光刻胶图形，再通过镀膜技术沉积一层金属，然后去除光刻胶表面的金属并去除光刻胶，形成金属阻挡电极；在制备有金属阻挡电极的外延片表面沉积一层钝化层；通过光刻胶在钝化层表面制备出含电学接触孔结构的光刻胶图形，作为在钝化层上刻蚀电学接触孔的掩膜；通过干法刻蚀，刻蚀掉光刻胶孔处裸露的钝化层材料，直至露出金属阻挡电极；通过溶剂湿法或者氧离子干法去除光刻胶掩膜。本发明的金属阻挡电极可以保护外延片在后面刻蚀工艺中免受离子轰击而损伤，适用于小像元器件的制备。

技术领域

本发明涉及半导体刻蚀技术，尤其涉及一种HgCdTe器件钝化层的电学接触孔刻蚀方法。

背景技术

HgCdTe器件作为红外焦平面探测器的主要和核心技术，在国防、航天、遥感、安防、监测等很多方面有越来越广泛的应用。同时，随着使用需求的提高，HgCdTe器件也在朝着大面阵、小像素的方向发展。

由于HgCdTe是一种特殊且稳定性差的材料，其加工技术相比硅基等其他半导体工艺具有难度大、自动化程度低的特点，这在很大程度上限制了HgCdTe技术朝小像元方向的发展。其中，钝化开孔工艺作为制备HgCdTe器件的关键技术，由于上述原因，也成为了器件像元微小化的主要瓶颈之一。另一方面，HgCdTe的不稳定性，致使材料不能经受高温和离子轰击，因此一般只能用湿法腐蚀对外延材料表面的钝化层开孔。而湿法腐蚀具有控制困难、容易扩腐、均匀性和重复性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种HgCdTe器件钝化层的电学接触孔刻蚀方法，旨在用于解决现有的湿法腐蚀对HgCdTe外延材料表面的钝化层开孔方法控制困难、容易扩腐、均匀性和重复性差的问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种HgCdTe器件钝化层的电学接触孔刻蚀方法，包括以下步骤：

(1)在HgCdTe外延片上通过负性光刻胶制备出金属阻挡电极的光刻胶图形，再通过镀膜技术沉积一层金属，然后通过剥离技术去除光刻胶表面的金属并通过去胶工艺去除光刻胶，形成金属阻挡电极；

(2)通过物理或化学方法在制备有金属阻挡电极的外延片表面沉积一层钝化层；

(3)通过光刻胶在钝化层表面制备出含电学接触孔结构的光刻胶图形，作为在钝化层上刻蚀电学接触孔的掩膜；

(4)通过干法刻蚀，刻蚀掉光刻胶孔处裸露的钝化层材料，直至露出金属阻挡电极；

(5)通过溶剂湿法或者氧离子干法去除光刻胶掩膜。

进一步地，所述步骤(1)中形成的金属阻挡电极的厚度为20nm-1um。

进一步地，所述步骤(1)中金属阻挡电极的材质为Cr、Sn、Au、Ti、Al、Pt中的一种。

进一步地，所述步骤(1)中，在HgCdTe外延片的每个像素注入区上均制备金属阻挡电极，所述金属阻挡电极与所述像素注入区同心，且面积小于像素注入区面积。

进一步地，所述步骤(2)中沉积的钝化层的材料为ZnS或S或CdTe。

进一步地，所述步骤(3)中，光刻胶图形上的电学接触孔结构与所述金属阻挡电极同心，且孔径小于所述金属阻挡电极的直径。

进一步地，所述步骤(3)中，光刻胶掩膜的厚度大于干法刻蚀过程光刻胶被刻蚀掉的厚度。

进一步地，所述步骤(4)中，干法刻蚀所选用的气体是BCl3或Cl2或CHF3。

如权利要求8所述的HgCdTe器件钝化层的电学接触孔刻蚀方法，其特征在于：所述步骤(4)中，干法刻蚀所选用的气体还包括Ar气体。