[發(fā)明專利]一種p型HgCdTe復(fù)合膜層接觸孔的濕法腐蝕方法

在審

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• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107342219A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慧卿;寧提
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: H01L21/306
• 分類號: H01L21/306;H01L31/18
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心11010
• 代理人: 于金平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及平面探測器芯片領(lǐng)域，特別涉及一種p型HgCdTe復(fù)合膜層接觸孔的濕法腐蝕方法。

背景技術(shù)

紅外焦平面探測技術(shù)具有光譜響應(yīng)波段寬、可獲得更多地面目標(biāo)信息、能晝夜工作等顯著優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于預(yù)警探測、情報偵察、毀傷效果評估以及農(nóng)牧業(yè)、森林資源的調(diào)查、開發(fā)和管理、氣象預(yù)報、地?zé)岱植肌⒌卣稹⒒鹕交顒樱仗煳奶綔y等軍事和民事領(lǐng)域。

碲鎘汞紅外探測器芯片制備是紅外探測技術(shù)的核心。制備芯片的工序主要有光刻、濕化學(xué)、離子注入、鈍化、電極沉積以及干法刻蝕等半導(dǎo)體器件工藝。如何在碲鎘汞材料上形成碲鎘汞芯片與外電路連接的接觸孔是碲鎘汞器件制備的關(guān)鍵問題。干法刻蝕工藝由于其良好的選擇性、均勻性、各向異性等優(yōu)點是制備碲鎘汞焦平面探測器接觸孔的關(guān)鍵手段之一。但是，碲鎘汞材料是一種極易損傷的材料，Hg-Te鍵較弱致使碲鎘汞材料的損傷閾值很小，在干法刻蝕過程中，等離子體很容易在碲鎘汞刻蝕區(qū)域的表面引起等離子體誘導(dǎo)損傷，汞空位p型碲鎘汞材料經(jīng)刻蝕后，會在表面形成n型反型層，造成正式pn結(jié)連接了一個不必要的反向寄生pn結(jié)，嚴(yán)重可導(dǎo)致器件出現(xiàn)負(fù)開啟現(xiàn)象，從而影響器件的光學(xué)和電學(xué)性能。因此，研究如何制備無損傷或低損傷的碲鎘汞焦平面器件p型接觸孔具有重要的意義。

濕法腐蝕工藝及干法刻蝕工藝是制備碲鎘汞焦平面器件p型接觸孔的兩種手段。干法刻蝕工藝由于在刻蝕過程中存在刻蝕偏壓，不可避免的造成碲鎘汞材料的側(cè)壁及底面造成損傷，影響器件性能；濕法腐蝕工藝由于其完全是化學(xué)作用，在無損傷制備接觸孔方面具備天然的優(yōu)勢，但是，濕法腐蝕工藝在小尺寸接觸孔制備方面存在各向異性差、鉆蝕嚴(yán)重、腐蝕深度重復(fù)性差和均勻性不好等問題，在制備碲鎘汞焦平面器件p型接觸孔過程中存在較大難度，因此，如何進(jìn)一步提升濕法腐蝕工藝的工藝效果，對于提升碲鎘汞焦平面器件整體性能具有極大的意義。

p型碲鎘汞材料是一種極易損傷的材料，Hg-Te鍵較弱致使碲鎘汞材料的損傷閾值很小，傳統(tǒng)的濕法腐蝕工藝存在各向異性差、鉆蝕嚴(yán)重、腐蝕深度重復(fù)性差和均勻性不好等缺點，其接觸孔腐蝕效果如圖1所示，該接觸孔形貌很難應(yīng)用于碲鎘汞焦平面器件制備過程中。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決傳統(tǒng)的濕法腐蝕工藝存在的各向異性差、鉆蝕嚴(yán)重、腐蝕深度重復(fù)性差和均勻性不好的問題，本發(fā)明提供了一種p型HgCdTe復(fù)合膜層接觸孔的濕法腐蝕方法。

本發(fā)明提供的p型HgCdTe復(fù)合膜層接觸孔的濕法腐蝕方法，包括：

在襯底的p型HgCdTe復(fù)合膜層的表面進(jìn)行光刻，得到帶有接觸孔的襯底；

將所述帶有接觸孔的襯底放置在盛有水的容器中進(jìn)行第一次浸潤，以消除所述接觸孔內(nèi)的氣泡；

在超聲的條件下，將浸潤好的襯底放入盛有腐蝕液的容器中進(jìn)行腐蝕；

將腐蝕完畢的襯底用水沖洗后放置在盛有水的容器中進(jìn)行第二次浸潤，以防止所述腐蝕液繼續(xù)留在所述接觸孔內(nèi)。

具體的，在本發(fā)明的p型HgCdTe復(fù)合膜層接觸孔的濕法腐蝕方法中，將所述帶有接觸孔的襯底放置在盛有水的容器中，在超聲頻率140～190KHz、超聲功率100～150W的條件下進(jìn)行第一次浸潤，所述第一次浸潤的時間為90～150s。

具體的，在本發(fā)明的p型HgCdTe復(fù)合膜層接觸孔的濕法腐蝕方法中，在超聲頻率140～190KHz、超聲功率100～150W的條件下將浸潤好的襯底放入盛有腐蝕液的容器中進(jìn)行腐蝕，腐蝕時間為5～10s。

具體的，在本發(fā)明的p型HgCdTe復(fù)合膜層接觸孔的濕法腐蝕方法中，將腐蝕完畢的襯底用水沖洗后放置在盛有水的容器中，在超聲頻率140～190KHz、超聲功率100～150W的條件下進(jìn)行第二次浸潤，所述第二次浸潤的時間為30～60s。

具體的，在本發(fā)明的p型HgCdTe復(fù)合膜層接觸孔的濕法腐蝕方法中，在進(jìn)行第一次浸潤、腐蝕和/或第二次浸潤時，還包括將接觸孔的正面朝上，將所述樣品進(jìn)行上下移動。

具體的，在本發(fā)明的p型HgCdTe復(fù)合膜層接觸孔的濕法腐蝕方法中，所述腐蝕液按體積比包括：HCL:HNO₃＝(4～6)：1。

具體的，在本發(fā)明的p型HgCdTe復(fù)合膜層接觸孔的濕法腐蝕方法中，在襯底的p型HgCdTe復(fù)合膜層的表面進(jìn)行光刻，得到帶有接觸孔的襯底，包括：

在襯底的p型HgCdTe復(fù)合膜層的表面涂光刻膠；利用光刻機對需要設(shè)置接觸孔的部位的光刻膠進(jìn)行曝光，并對曝光部位的光刻膠進(jìn)行顯影，得到帶有接觸孔的襯底。