[發明專利]一種高性能GaAs激光電池的制作方法

有效

• 申請號: 201710369370.6
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107256895B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 宋婷;宋娉;謝永桂
• 申請（專利權）人: 西安航谷微波光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/0304;H01L31/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種高性能GaAs激光電池的制作方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：

步驟S1，在半絕緣GaAs基板上，按設計層結構采用MBE分子束外延方法生長化合物半導體GaAs材料外延片；

步驟S2，在生長有化合物半導體GaAs材料的外延片上制作P型電極，采用正膠光刻工藝進行光刻，并采用四甲基氫氧化銨顯影液顯影后用熱板高溫烘烤；

步驟S3，將光刻后的GaAs外延片裝在濺射臺中，在高純Ar氣氣氛下，等離子清洗，采用四靶或三靶磁控濺射機對P型電極進行Ti/Pt/Au濺射；

步驟S4，采用丙酮浸泡濺射后的GaAs外延片，然后采用超聲波對該GaAs外延片進行超聲正膠剝離；

步驟S5，在高氮保護氣氛下，在一定溫度下進行快速退火；

步驟S6，在制作有P型電極的GaAs外延片上制作N型電極，采用正膠光刻工藝進行光刻，并采用四甲基氫氧化銨顯影液顯影后用熱板高溫烘烤；

步驟S7，對光刻后的GaAs外延片在780-820nm/min腐蝕速率下進行N型槽腐蝕，腐蝕深度至N型吸收層上表面；

步驟S8，采用與步驟S3同等條件進行等離子清洗和采用四靶或三靶磁控濺射機對N型電極進行AuGeNi合金和Au濺射；

步驟S9，采用與步驟S4相同條件對濺射后的GaAs外延片進行丙酮浸泡和超聲正膠剝離；

步驟S10，在高氮保護氣氛下，在一定溫度下對N型電極進行快速退火；

步驟S11，在制作有N型電極的GaAs外延片上制作隔離槽，采用正膠光刻工藝進行光刻，并采用四甲基氫氧化銨顯影液顯影后用熱板高溫烘烤；

步驟S12，對光刻后的GaAs外延片在1376-1400nm/min腐蝕速率下進行隔離槽腐蝕，腐蝕深度至GaAs外延片半絕緣襯底層上表面，去膠；

步驟S13，采用正膠光刻工藝對GaAs外延片上表面進行高濃度層光刻，并采用四甲基氫氧化銨顯影液顯影后用熱板高溫烘烤；

步驟S14，采用正膠光刻工藝對GaAs外延片上表面進行高濃度層腐蝕至完畢；

步驟S15，采用PECVD進行SiO₂減反膜淀積；

步驟S16，采用丙酮浸泡濺射后的GaAs外延片，然后進行超聲正膠剝離；

步驟S17，采用四靶或三靶磁控濺射機進行Au濺射，Au層厚度為1.2μm-2.5μm；

步驟S18，在加厚有Au的外延片上采用正膠光刻工藝進行光刻，并采用四甲基氫氧化銨顯影液顯影后用熱板高溫烘烤；

步驟S19，對光刻后的GaAs外延片進行腐蝕；

步驟S20，采用化學拋光工藝對GaAs外延片進行減薄至厚度為120μm-160μm，再劃片，即完成GaAs激光電池的制作。

2.根據權利要求1所述的高性能GaAs激光電池的制作方法，其特征在于，所述步驟S3中，在高純Ar氣氣氛下，采用功率為90-110W，以80ml/min流量進行2-4min等離子清洗；在同等Ar氣氣氛下采用功率為50-90W對GaAs外延片進行轟擊；在速率為5.0-7.5nm/min下進行濺射。

3.根據權利要求1所述的高性能GaAs激光電池的制作方法，其特征在于，所述步驟S4中，丙酮浸泡GaAs外延片時間為30-50min，超聲剝離功率為50W，超聲時間為10-20s。

4.根據權利要求1所述的高性能GaAs激光電池的制作方法，其特征在于，所述步驟S5中，在溫度390-410℃下進行快速退火60-70s。

5.根據權利要求1所述的高性能GaAs激光電池的制作方法，其特征在于，所述步驟S7中，腐蝕液采用下述體積比的原料：

氨水：H₂O₂：H₂O＝1:(1-1.5)：(7-9)。

6.根據權利要求1所述的高性能GaAs激光電池的制作方法，其特征在于，所述步驟S10中，在溫度470-490℃下進行快速退火60-70s。