[发明专利]一种新型的超晶格红外探测器制备方法

说明书

本发明针对采用现有技术生产工艺制备小尺寸的超晶格红外探测器时完成刻蚀步骤后需要将器件从前一个真空系统中取出，将器件暴露在大气中去除光刻胶，而后将器件放到下一个真空系统中进行原子层刻蚀清理、原子层钝化，使得器件暗电流较大，生产效率低，造成环境污染的不足，提供一种新型的超晶格红外探测器制备方法，该方法依次包括如下步骤：光刻显影——原子层刻蚀——等离子体刻蚀清理——原子层钝化——腐蚀钝化层并去掉光刻胶——露出电极孔——电极孔处生长电极；原子层刻蚀、等离子体刻蚀、原子层钝化步骤在真空度小于等于5E‑8Torr的生长室中完成，本发明中，省去了单独在大气环境中去除光刻胶的步骤，降低了暗电流，提高了器件性能和工作效率，减少了环境污染。

技术领域

本发明涉本发明涉及半导体技术领域,特别涉及超晶格红外探测器制备方法。

背景技术

超晶格红外探测器是近几年来高速发展的一种新型的红外探测器材料。该材料在预警、气象监测、太空通讯、安检、医疗等方面都有替代目前市面上主流的碲镉汞的潜力。超晶格红外探测器具有（1）通过能带设计可以改变探测器的工作波长；（2）工作温度大幅提高，有利于减少制冷量；（3）可通过能带设计减小电子隧穿的几率，从而减小暗电流等多方面的优势，但是目前常用的超晶格红外探测器工艺步骤较多，一方面造成了器件性能的影响因素较多，另一方面生产效率和环境友好性也一定程度上限制了超晶格红外探测器的市场应用，目前超晶格红外探测的制备有以下主要步骤：

第一步：将超晶格外延片样品涂光刻胶后光刻显影。

第二步：将完成第一步光刻显影的样品通过干法刻蚀或者湿法腐蚀形成分离的器件。现有干法刻蚀技术，是将样品放入等离子体刻蚀系统中进行一定时间的刻蚀，现有技术方案该步骤的干法刻蚀一般是使用等离子体刻蚀方法，在中真空或高真空（即真空度低于1E-5Pa）感应耦合等离子体刻蚀设备中进行。现有湿法刻蚀技术是使用一定比例的腐蚀液，在大气环境中对样品进行腐蚀。

第三步：取出第二步形成的样品，利用有机试剂去掉光刻胶，然后将去掉光刻胶的样品转移到另一真空环境中，利用等离子体清理刻蚀残余物并生长钝化层。该步骤现有技术方案中，等离子体清理刻蚀一般是在等离子体增强化学气相沉积系统（PECVD）或等离子体增强原子层沉积（PEALD）系统中进行清理并生长钝化层。

第四步：对第三步完成的样品再次进行光刻，腐蚀钝化层，露出电极孔；

第五步：对第四步完成的样品进行光刻后生长电极，制成单元器件。

采用上述工艺制备超晶格红外探测器器件，第二步的刻蚀形成器件和第三步的刻蚀清理钝化是分别在中真空或高真空设备中完成的，第二步刻蚀完成后需要将样品从等离子体刻蚀系统中取出暴露在大气中去除样品表面的光刻胶，再转移到第三步的真空设备中，第三步完成后还需要一次光刻腐蚀掉电极孔的钝化层。采用上述工艺，存在下列不足之处：