[发明专利]一种高性能GaAs激光电池的制作方法

摘要

本发明公开了一种高性能GaAs激光电池的制作方法，包括在半绝缘GaAs基板上生长化合物半导体GaAs材料；制作P型电极，正胶光刻，显影烘烤；等离子清洗，Ti/Pt/Au溅射；浸泡超声剥离，退火；正胶光刻，显影、烘烤；N型槽腐蚀至N型吸收层上表面；采用同等条件N型电极进行AuGeNi合金和Au溅射；丙酮浸泡和超声正胶剥离，快速退火；制作隔离槽，正胶光刻，显影、烘烤；隔离槽腐蚀至GaAs外延片半绝缘衬底层上表面，去胶；正胶高浓度层光刻，显影、烘烤；高浓度层腐蚀至完毕；SiO2减反膜淀积；丙酮浸泡和超声正胶剥离；Au溅射；正胶光刻，显影、烘烤、腐蚀；化学抛光、减薄、划片，即完成GaAs激光电池的制作。本发明电极体电阻显著减小，整体串联电阻降低，电池输出功率高。

主权项

1.一种高性能GaAs激光电池的制作方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：步骤S1，在半绝缘GaAs基板上，按设计层结构采用MBE分子束外延方法生长化合物半导体GaAs材料外延片；步骤S2，在生长有化合物半导体GaAs材料的外延片上制作P型电极，采用正胶光刻工艺进行光刻，并采用四甲基氢氧化铵显影液显影后用热板高温烘烤；步骤S3，将光刻后的GaAs外延片装在溅射台中，在高纯Ar气气氛下，等离子清洗，采用四靶或三靶磁控溅射机对P型电极进行Ti/Pt/Au溅射；步骤S4，采用丙酮浸泡溅射后的GaAs外延片，然后采用超声波对该GaAs外延片进行超声正胶剥离；步骤S5，在高氮保护气氛下，在一定温度下进行快速退火；步骤S6，在制作有P型电极的GaAs外延片上制作N型电极，采用正胶光刻工艺进行光刻，并采用四甲基氢氧化铵显影液显影后用热板高温烘烤；步骤S7，对光刻后的GaAs外延片在780‑820nm/min腐蚀速率下进行N型槽腐蚀，腐蚀深度至N型吸收层上表面；步骤S8，采用与步骤S3同等条件进行等离子清洗和采用四靶或三靶磁控溅射机对N型电极进行AuGeNi合金和Au溅射；步骤S9，采用与步骤S4相同条件对溅射后的GaAs外延片进行丙酮浸泡和超声正胶剥离；步骤S10，在高氮保护气氛下，在一定温度下对N型电极进行快速退火；步骤S11，在制作有N型电极的GaAs外延片上制作隔离槽，采用正胶光刻工艺进行光刻，并采用四甲基氢氧化铵显影液显影后用热板高温烘烤；步骤S12，对光刻后的GaAs外延片在1376‑1400nm/min腐蚀速率下进行隔离槽腐蚀，腐蚀深度至GaAs外延片半绝缘衬底层上表面，去胶；步骤S13，采用正胶光刻工艺对GaAs外延片上表面进行高浓度层光刻，并采用四甲基氢氧化铵显影液显影后用热板高温烘烤；步骤S14，采用正胶光刻工艺对GaAs外延片上表面进行高浓度层腐蚀至完毕；步骤S15，采用PECVD进行SiO2减反膜淀积；步骤S16，采用丙酮浸泡溅射后的GaAs外延片，然后进行超声正胶剥离；步骤S17，采用四靶或三靶磁控溅射机进行Au溅射，Au层厚度为1.2μm‑2.5μm；步骤S18，在加厚有Au的外延片上采用正胶光刻工艺进行光刻，并采用四甲基氢氧化铵显影液显影后用热板高温烘烤；步骤S19，对光刻后的GaAs外延片进行腐蚀；步骤S20，采用化学抛光工艺对GaAs外延片进行减薄至厚度为120μm‑160μm，再划片，即完成GaAs激光电池的制作。