[發明專利]基于氧化鋅透明電極的異面型光導開關及其制作方法

有效

• 申請號: 201710153393.3
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106910794B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 郭輝;吳建魯;曹鵬輝;張玉明;張晨旭
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L31/08
• 分類號: H01L31/08;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種制作基于氧化鋅透明電極的異面型光導開關的方法，包括如下步驟：

(1)清洗襯底：將電阻率大于10¹⁰Ω·cm的釩補償的碳化硅半絕緣襯底樣片進行標準清洗；

(2)淀積阻擋層：采用PECVD的方法在摻釩碳化硅襯底樣片的正面和背面分別淀積厚度為1～5μm的二氧化硅，作為襯底正面和背面離子注入的阻擋層；

(3)光刻：分別在襯底正面和背面的阻擋層上涂膠，用光刻板在涂膠后的阻擋層上刻蝕出離子注入窗口，并用濃度為5％的HF酸腐蝕掉窗口位置下的阻擋層，并去膠清洗；

(4)淀積犧牲層：采用PECVD的方法在阻擋層開窗后的樣片正面和背面分別淀積厚度為50～80nm的二氧化硅作為離子注入的犧牲層；

(5)離子注入：在淀積犧牲層后的樣片正面和背面分別進行多次磷離子注入，使摻釩碳化硅襯底正面和背面表面的雜質濃度均為1×10²⁰cm^-3；

(6)去除阻擋層：離子注入完成后腐蝕掉樣片正面和背面剩余的阻擋層，清洗掉樣品表面的殘留物；

(7)退火：在清洗殘留物后的樣片正面和背面涂負膠，將該樣片置于300～400℃溫度環境中加熱90分鐘進行碳膜濺射；再在1550～1750℃溫度范圍內退火10分鐘，以在樣片表面形成厚度為150nm的良好歐姆接觸；然后在900～1100℃溫度范圍內干氧氧化15分鐘，以去除樣片正面和背面的碳膜；

(8)淀積金屬電極：

8a：在去除碳膜的樣片正面和背面旋涂光刻膠，利用金屬層的掩膜版光刻出金屬圖形；通過磁控濺射法在樣片的正面和背面的對應金屬電極位置淀積厚度為80～100nm的金屬Ni，并通過超聲波剝離掉光刻膠，再在Ar氣環境中升溫至900～1100℃，保存10分鐘后冷卻至室溫；

8b：在冷卻至室溫的樣片正面和背面涂膠，使用金屬層掩膜版光刻出金屬圖形，通過磁控濺射法分別在正面和背面的Ni膜上淀積厚度為50～100nm的金屬Ti和0.5～1.5μm的Au；通過超聲波剝離形成金屬電極，在樣片的正面和背面分別形成橫向寬度L、縱向寬度W均為6～8mm，厚度h均為0.613～1.7μm的上歐姆接觸電極和下歐姆接觸電極，再在Ar氣環境中升溫至450～600℃范圍，保持5分鐘后冷卻至室溫；

(9)淀積透明氧化鋅電極：通過磁控濺射法在冷卻至室溫的樣片正面和背面分別淀積厚度為1～2μm的氧化鋅透明薄膜，并分別在正面和背面的氧化鋅透明薄膜上涂膠，使用金屬層掩膜版光刻出所需窗口圖形，再采用稀鹽酸進行濕法刻蝕得到透明電極，完成整個器件的制作。

2.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于步驟5)中每次磷離子注入的能量為180KeV、125KeV、80KeV、60KeV，對應的注入的劑量為9.5×10¹⁴cm^-2、5.8×10¹⁴cm^-2、3.0×10¹⁴cm^-2、2.6×10¹⁴cm^-2。