[發明專利]雙臺階光電器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201910304530.8
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110212043B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 金迎春;肖黎明;代露
• 申請（專利權）人: 湖北光安倫芯片有限公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 胡建文

本發明涉及光電器件技術領域，提供了一種雙臺階光電器件的制備方法，包括如下步驟：S1，于外延片上方依次制備第一掩膜圖形和第二掩膜圖形，第一掩膜圖形的光刻窗口大于第二掩膜圖形的光刻窗口；S2，以第二掩膜圖形為掩膜對裸露在光刻窗口外的外延片進行刻蝕，直至第二掩膜圖形消耗完，以獲得第一層臺階；S3，以第一掩膜圖形為掩膜繼續對裸露在光刻窗口外的外延片進行刻蝕，以獲得第二層臺階；S4，完成刻蝕后進行鈍化以及電極制備，以得到雙臺階光電器件。還提供一種雙臺階光電器件。本發明通過采用第一掩膜圖形和第二掩膜圖形分別作為兩次掩膜對外延片進行刻蝕，即通過一次刻蝕即得到雙臺階結構，縮短了工藝流程，且避免了出現套刻偏差的情況。

技術領域

本發明涉及光電器件技術領域，具體為一種雙臺階光電器件及其制備方法。

背景技術

目前大部分半導體器件，其外延結構都是由襯底往上累加的，p-n型以及中間的量子阱都是垂直分布的，在平面工藝加工時，一般要通過刻蝕露出一部分與表面層載流子特性(n、p)相反的材料，以便于制作電極，或者起到相鄰器件之間的物理隔離作用。大部分情況下，只需要一次刻蝕形成一個臺階就可以，但對于有些特殊器件，如臺階比較深需要提高可靠性，或者有三電極的背靠背雙結器件，需要制作出兩個臺階。

現有的雙臺階制備是分別通過兩次腐蝕和兩次刻蝕來完成的，這種方法所存在的問題，一是工藝流程長消耗較多時間和物料成本；二是兩次光刻容易出現套刻偏差，使兩個臺面不同心。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙臺階光電器件及其制備方法，通過采用第一掩膜圖形和第二掩膜圖形分別作為兩次掩膜對外延片進行刻蝕，即通過一次刻蝕即得到雙臺階結構，縮短了工藝流程，且避免了出現套刻偏差的情況。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：一種雙臺階光電器件的制備方法，包括如下步驟：

S1，于外延片上方依次制備第一掩膜圖形和第二掩膜圖形，所述第一掩膜圖形的光刻窗口大于所述第二掩膜圖形的光刻窗口；

S2，以所述第二掩膜圖形為掩膜對裸露在光刻窗口外的所述外延片進行刻蝕，直至所述第二掩膜圖形消耗完，以獲得第一層臺階；

S3，以所述第一掩膜圖形為掩膜繼續對裸露在光刻窗口外的所述外延片進行刻蝕，以獲得第二層臺階；

S4，完成刻蝕后進行鈍化以及電極制備，以得到雙臺階光電器件。

進一步，所述外延片的材質為GaAs時，所述第一掩膜圖形和所述第二掩膜圖形的制備方式具體為：在所述GaAs外延片的上方生長一層SiO₂薄膜作為第一掩膜圖形，并在所述SiO₂薄膜上設置光刻膠，制備出第一光刻膠圖形，以此作為第二掩膜圖形。

進一步，制備所述第一掩膜圖形的光刻窗口大于所述第二掩膜圖形的光刻窗口的方式具體為：采用氫氟酸溶液腐蝕所述SiO₂薄膜和所述第一光刻膠，所述SiO₂薄膜的橫向腐蝕速度大于所述第一光刻膠的橫向腐蝕速度，以使得第一掩膜圖形的光刻窗口大于所述第二掩膜圖形的光刻窗口。

進一步，在獲得第二層臺階后采用氫氟酸溶液去除殘余的SiO₂薄膜。

進一步，所述外延片的材質為InP時，所述第一掩膜圖形和所述第二掩膜圖形的制備方式具體為：在所述InP外延片的上方生長一層ZnS薄膜，然后在所述ZnS薄膜上沉積一層AIN薄膜，接著在所述ZnS薄膜上設置光刻膠并制備第二光刻膠圖形，再以所述第二光刻膠圖形作為掩膜進行刻蝕，以在所述InP外延片的上方依次獲得所述第一掩膜圖形和所述第二掩膜圖形。