[发明专利]一种用于小间距扩散成结表征的测试结构和测试方法

说明书

本发明公开了一种用于小间距扩散成结表征的测试结构和测试方法，所述结构包括半绝缘InP衬底、N型InP缓冲层、InGaAs吸收层、N型InP帽层、光敏区、P电极、N电极，所述光敏区包括2个不同间距的3ⅹ2扩散窗口区阵列。测试方法包括：测试扩散成结深度和横向扩散宽度、电学串音、光学串音。本发明的优点在于：1.通过制备不同间距的扩散区矩阵测试结构进行测试，可以确定扩散成结的深度和横向扩散宽度、电学串音和光学串音；2.通过分析和对比测试结果，可以为大规模小像元平面型探测器的制备提供合适的扩散间距。

技术领域

本发明属于红外及光电子领域，具体为一种用于小间距扩散成结表征的测试结构和测试方法。所述的小间距是指间距为3-7μm。

背景技术

随着短波红外成像技术向高分辨率发展的技术需求，需要开发高性能的大规模、小像元焦平面探测器的制备工艺方法。探测器规模增大、尺寸减小，光敏元的扩散区及扩散区之间的距离也随之减小。当光敏元尺寸减小到15μm及以下时，光敏元的扩散区之间的间距也要减小。当扩散区间距过大时，扩散区尺寸太小，可能影响扩散效果，使器件不能正常工作，盲元率增大；当扩散区间距过小时，扩散区之间的距离太小，可能会产生相邻器件之间的电学串音和光学串音。为了实现大规模、小像元焦平面探测器的制备，需要选取合适的扩散区尺寸和扩散区之间的间距，但是目前还没有有效的测试结构，能够简便的测试扩散成结的效果和光敏元之间的电学、光学串音。

发明内容

本发明提供一种用于小间距扩散成结表征的测试结构和测试方法，以解决现存的上述技术问题，为平面型扩散器件的扩散区设计提供依据。

本发明提供一种用于小间距扩散成结的测试结构，包括半绝缘InP衬底1、N型InP缓冲层2、InGaAs吸收层3、N型InP帽层4、光敏区5、P电极6、N电极7。所述光敏区包括2组3ⅹ2扩散窗口区阵列，扩散窗口的形状为矩形，其中第1组阵列的扩散窗口尺寸为200μmⅹ5um，扩散窗口之间的距离为5μm；第2组阵列的扩散窗口尺寸为200μmⅹ7um，扩散窗口之间的距离为3μm。

对上述测试结构进行扫描电容显微镜测试，以表征扩散成结深度和横向扩散宽度，具体步骤为：1)解理测试样品，形成贯穿待检测的扩散窗口区域的平整横断面；2)在剖面上测试扩散窗口及其邻近区域的微分电容显微分布；3)由微分电容显微分布确定PN结位置；4)根据微分电容分布确定杂质的纵向扩散深度和侧向扩散深度。

对上述测试结构进行电流-电压测试，以表征电学串音，测试方法为：给测试样品的相邻像元施加偏压，测试待测像元的电流变化，对测试结果进行处理，确认相邻像元之间是否存在电学串音。

对上述测试结构进行光束诱导电流成像检测，以表征光学串音，具体步骤为：1)将测试结构的电极通过引线焊接与测试基板互连，并固定在测试平台上；2)测试扩散窗口及其邻近区域的光生电流分布；3)根据扩散窗口及其邻近区域的光生电流分布表征光学串音。

本发明的优点在于：

1.采用一种测试结构同时实现扩散成结深度和横向扩散宽度、光敏元之间的电学串音和光学串音的测试。

2.本测试结构和测试方法可以用于各种材料制备的平面扩散型器件测试。

3.对本发明方法的测试数据进行进一步分析，可以得到材料的载流子分布、少子扩散长度以及面阵器件的占空比等方面信息。

附图说明

图1为本发明的测试结构示意图；

图2为本发明的测试方法流程图；

图3为本发明的具体实施方式中的扩散区域纵向微分电容显微分布；

图4为本发明的具体实施方式中的扩散区域横向微分电容显微分布；

图5为本发明的具体实施方式中的光束诱导电流分布；