[發明專利]一種紅外光敏二極管及其制備方法

有效

• 申請號: 201610303707.9
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105870243B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 彭坤;劉開鋒;劉紅元
• 申請（專利權）人: 蘇州智權電子科技有限公司
• 主分類號: H01L31/102
• 分類號: H01L31/102;H01L31/18
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 連平

技術領域：

本發明屬于電子元器件技術領域，具體是涉及一種紅外光敏二極管及其制備方法。

背景技術：

光敏二極管(Photodiode)又叫光電二極管，是一種能夠將光根據使用方式轉換為電流或者電壓信號的光探測器。其管芯常使用一個具有光敏特征的PN結，對光的變化非常敏感，具有單向導電性，而且光強不同的時候會改變電學特性，因此，可以利用光照強弱來改變電路中的電流。光敏二極管與常規的半導體二極管基本相似，只是光敏二極管可以直接暴露在光源附近或通過透明小窗、光導纖維封裝，以接收光線照射，實現光電轉換。光敏二極管是在反向電壓作用下工作的，沒有光照時，反向電流極其微弱，叫暗電流；有光照時，反向電流迅速增大到幾十微安，稱為光電流。光的強度越大，反向電流也越大。

現有的光敏二極管主要采用硅等半導體材料作為襯底，然后在襯底上依次設置多層光敏材料和導電材料，但是，現有的光敏二極管通常是在可見光或近紅外光波段作探測使用。碲鎘汞(HgCdTe)紅外探測器其相應波段在5～10um，探測率可達1*10⁹cmHz^1/2W^-1，響應速度快(ns級)，穩定性好，加工成本低，工藝可靠性好，最大特點是可以進行長波紅外探測，其在單獨器件方面得到了較好的應用，但是在硅基的大規模集成電路上紅外光敏二極管的應用少見。

發明內容：

為此，本發明所要解決的技術問題在于現有技術中的光敏二極管通常是在可見光或近紅外光波段作探測使用，從而提出了一種紅外光敏二極管及其制備方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種紅外光敏二極管，包括：硅襯底、第一陶瓷纖維層、第一電阻薄膜層、硫化鋅層、碲鎘汞層、第二電阻薄膜層、第二陶瓷纖維層、第一鈍化保護層、第一電極、第二電極。

所述第一陶瓷纖維層設置在所述硅襯底的表面，所述第一陶瓷纖維層的表面并列設置有所述第一電阻薄膜層和所述硫化鋅層，所述硫化鋅層的表面設置有所述碲鎘汞層，所述碲鎘汞層的表面并列設置有所述第二陶瓷纖維層和所述第二電阻薄膜層，所述第二陶瓷纖維層的上方設置有所述第一鈍化保護層，所述第一電極的電極連接部依次穿過所述第一鈍化保護層、所述第二陶瓷纖維層、所述碲鎘汞層、所述硫化鋅層與所述第一電阻薄膜層連接，所述第二電極的電極連接部依次穿過所述第一鈍化保護層、所述第二陶瓷纖維層與所述第二電阻薄膜層連接，所述第一電極的電極連接部和所述第二電極的電極連接部外部均包覆有豎直方向的第二鈍化保護層。

作為上述技術方案的優選，所述第一鈍化保護層和所述第二鈍化保護層為氧化硅薄膜層或氮化硅薄膜層或氮氧化硅薄膜層。

一種紅外光敏二極管制備方法，包括如下步驟：

S1：在硅襯底的表面旋涂凝膠可織性溶膠，高溫煅燒所述凝膠可織性溶膠形成第一陶瓷纖維層。

S2：在所述第一陶瓷纖維層的表面沉積電阻薄膜層，在所述電阻薄膜層的上方旋涂第一光刻膠，干法刻蝕獲取第一電阻薄膜層，去除殘留光刻膠。

S3：在所述第一電阻薄膜層的表面和所述第一陶瓷纖維層的表面制備硫化鋅層，在所述硫化鋅層的表面制備碲鎘汞層。

S4：在所述碲鎘汞層的表面沉積電阻薄膜層，在所述電阻薄膜層的上方旋涂第二光刻膠，干法刻蝕獲取第二電阻薄膜層，去除殘留光刻膠。

S5：在所述第二電阻薄膜層的表面和所述碲鎘汞層表面旋涂凝膠可織性溶膠，高溫煅燒所述凝膠可織性溶膠形成第二陶瓷纖維層。

S6：在所述第二陶瓷纖維層的表面沉積第一鈍化保護層，在所述第一鈍化保護層的上方旋涂第三光刻膠，干法刻蝕通孔停止在所述第一電阻薄膜層和所述第二電阻薄膜層，形成第一通孔和第二通孔。

S7：在所述第一通孔的表面、所述第二通孔的表面和所述第一鈍化保護層的表面采用化學氣相沉積的方法沉積第二鈍化保護層，干法刻蝕獲取第一電極和所述第一電阻薄膜層的第一連接孔、第二電極和所述第二電阻薄膜層的第二連接孔。

S8：在所述第一連接孔的表面、所述第二連接孔的表面和所述第一鈍化保護層的表面沉積導電材料，形成電極層，在所述電極層的表面旋涂第四光刻膠，干法刻蝕獲取第一電極、第一電極連接部、第二電極、第二電極連接部，去除殘留光刻膠。

S9：切割劃片區域，獲取單個紅外光敏二極管。

作為上述技術方案的優選，步驟S1和步驟S5中：

所述凝膠可織性溶膠為沉積氧化鋁的鋁氧凝膠可織性溶膠。