專利名稱：紅外雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙色碲鎘汞紅外探測器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外雙色碲鎘 汞探測器臺面鈍化方法。
背景技術(shù)：
雙色碲鎘汞紅外探測器可以同時探測兩個波段的信號，有利于更準(zhǔn)確判斷
追蹤目標(biāo)，而鈍化技術(shù)是研發(fā)雙色^:測器的關(guān)鍵技術(shù)之一 。好的表面鈍化工藝 可以減少碲鎘汞表面損傷，決定碲鎘汞器件表面的界面態(tài)，降低器件表面漏電 流。而表面漏電流占碲鎘汞反向飽和電流的主要部分。致密、高阻的鈍化層， 可以很好的降低碲鎘汞器件表面復(fù)合速度和1/f噪聲效應(yīng)，提高探測器動態(tài)電阻 和反向擊穿電壓，大大改善器件性能。
對于雙色碲鎘汞探測器件來說，不僅要解決平面單色器件(即探測器的芯 片)中的表面漏電流問題，而且還存在經(jīng)過深臺面刻蝕后的棵露的碲鎘汞臺面 側(cè)壁會產(chǎn)生大量的表面缺陷，側(cè)面產(chǎn)生-復(fù)合電流是雙色器件漏電流是一個最
重要的因素，從而降低器件性能。碲鎘汞材料中Hg-Te健非常容易斷裂，在深 干法刻蝕出臺面后，會因為干法刻蝕工藝中的離子轟擊造成大量的Hg-Te鍵斷 裂，從而產(chǎn)生不穩(wěn)定的Hg原子和Hg空位，產(chǎn)生一定的物理損傷。生長高質(zhì)量 的鈍化膜層可以保護棵露出來的碲鎘汞臺面?zhèn)缺?，適當(dāng)?shù)拟g化工藝可以改善器 件臺面?zhèn)缺诼╇娏髑闆r。其工藝難點是清洗時側(cè)面與表面結(jié)合處很容易受到 擦拭力造成表面鈍化層被掀起，從而造成表面鈍化層大面積脫落，臺面?zhèn)认虻拟g化層生長由于受陰影效應(yīng)的影響，極易造成厚度及結(jié)構(gòu)的不均勻，影響鈍化 層質(zhì)量，特別是側(cè)壁與表面結(jié)合處由于膜層太薄容易出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，從而造成 碲鎘汞表面棵露，產(chǎn)生較大的表面漏電流。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種紅外雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化方 法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的鈍化工藝效果差的問題。
本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 本發(fā)明提供了 一種紅外雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化方法，包括 步驟A:對雙色碲鎘汞探測器的芯片臺面棵露的碲鎘汞進行腐蝕，消除物 理損傷薄膜，去除表面硫化鋅膜層；
進一步地，所述步驟A具體包括
將碲雙色碲鎘汞探測器的芯片臺面表面用光刻膠保護，利用溴曱醇對側(cè)壁 和底面棵露的碲鎘汞進行腐蝕，消除物理損傷膜層；
去除光刻膠，利用鹽酸腐蝕表面硫化鋅膜層，脫水吹干。 進一步地，所述步驟B具體包括
縮小芯片樣品和革巴材的靶間距離到預(yù)定把間距離值，并將吹干的芯片樣品 固定在樣品盤上；
對真空腔室進行抽真空處理，使其達到磁控濺射設(shè)備預(yù)定的本底真空值； 通過氣路向真空腔室中充入氬氣，調(diào)節(jié)變通處于半開狀態(tài)，加大賊射氣壓， 使得真空腔室中的氣體壓力達到預(yù)定濺射氣壓值；
通過先后兩次選取射頻電源的功率，生長碲鎘層和硫化鋅膜層其中，所述預(yù)定靶間距離值為70mm,所述預(yù)定濺射氣壓值為1.5pa。 本發(fā)明有益效果如下
本發(fā)明采用光刻膠保護臺面正面，利用溴曱醇腐蝕側(cè)壁和底面，結(jié)合磁控 '減射方法，加大樣品與靶材之間距離，加大濺射氣壓，生長CdTe/ZnS復(fù)合鈍化 膜層，很好地解決雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化技術(shù)問題。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明 書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可 通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲
3曰付。


圖1為磁控濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實施例所述方法的流程示意圖3為本發(fā)明實施例中，縮短靶材與樣品之間距離增大被濺射粒子進入臺 階的入射角度示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明在碲鎘汞平面單色鈍化工藝的基礎(chǔ)上，選擇磁控濺射設(shè)備，結(jié)合優(yōu) 化的臺面濕化學(xué)預(yù)處理工藝，對濺射壓力和靶間距離等關(guān)鍵參數(shù)進行系統(tǒng)優(yōu)化， 最終獲得良好的表側(cè)面鈍化效果。
下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)先實施例，其中，附圖構(gòu)成本申請一 部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。為了清楚和簡化目的， 當(dāng)其可能使本發(fā)明的主題模糊不清時，將省略本文所描述的器件中已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細具體說明。
為了便于理解本發(fā)明實施例，首先對本發(fā)明實施例涉及到的磁控濺射設(shè)備 進行簡要說明。
如圖l所示，圖1為磁控濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，具體包括樣品盤l、氣 路2、變通3、射頻電源4、匹配盒5、靶材6、觀察窗7和真空腔室8，其中， 樣品盤1用來放置芯片樣品的，氣路2是通氣體的，變通3用來調(diào)節(jié)氣體流量， 射頻電源4用來產(chǎn)生射頻，匹配盒5用來調(diào)節(jié)射頻的功率，靶材6是被濺射的 目標(biāo)材料，觀察窗7用來觀察輝光狀況，真空腔室8用來提供生長需要的高真 空環(huán)境。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例所述方法進行詳細說明。
如圖2所示，圖2為本發(fā)明實施例所述方法的流程示意圖，以碲鎘汞臺面 樣品作為實施例，具體可以包括以下步驟
步驟201:鈍化前預(yù)處理；具體的說就是，將芯片樣品的碲鎘汞臺面表面用 光刻膠保護，利用0.5%溴曱醇腐蝕10秒 50秒，對側(cè)壁和底面棵露的HgCdTe 進行腐蝕，消除物理損傷膜層1 ~3微米；然后去除光刻膠，利用70%鹽酸腐蝕 表面ZnS膜層5秒 20秒，脫水吹干。
步驟202:耙間距調(diào)節(jié)；具體的說就是，樣品盤1與靶材6的間距在50mm~ 120mm調(diào)節(jié)，例如，間距為70mm。如圖3所示，圖3為縮短靶材與樣品之間 距離增大被濺射粒子(CdTe/ZnS粒子團)進入臺階的入射角度示意圖，
Sl = ar收丄62 = M難丄
W， S/z2，由于W;^2，所以別"2。
步驟203:樣品裝片；具體的說就是，將吹干的芯片樣品固定在樣品盤1上， 然后抽真空，真空腔室8達到設(shè)備預(yù)定的本底真空值(真空度高于5E-5Pa)。
6步驟204:開始鈍化處理；具體的說就是，工藝氣體選用Ar氣，通過氣路 2流量約為10-80Sccm，選取較大氣壓，調(diào)節(jié)變通3處于半開狀態(tài)，使得真空 腔室8中氣體濺射壓力達到為1 ~ 1.5Pa，例如，濺射壓力為1.5pa;射頻電源4 先選取50-200W,生長1000 ~ 5000A的CdTe層；射頻電源4選取100 ~ 300W， 生長1000 ~ 5000A的ZnS膜層。
步驟205:通過觀察窗7觀察生長情況，當(dāng)生長達到要求時，取出芯片樣品。
綜上所述，本發(fā)明實施例提供了 一種紅外雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化方法， 采用光刻膠保護臺面正面，利用溴曱醇腐蝕側(cè)壁和底面，結(jié)合磁控濺射方法， 加大樣品與耙材之間距離，加大濺射氣壓，生長CdTe/ZnS復(fù)合鈍化膜層，解決 雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化技術(shù)問題。目前磁控濺射鈍化工藝已經(jīng)突破到側(cè)表 厚度比達到80%,臺階覆蓋良好，對于降低表側(cè)面復(fù)合速率，獲得高的ROA， 提高整體器件性能。
雙色臺面探測器需要對側(cè)壁和底面棵露的HgCdTe進行腐蝕，消除物理損傷 膜層，同時不希望腐蝕掉正面的CdTe膜層，然后去除表面ZNS膜層，在此基 礎(chǔ)上進行復(fù)合膜層生長。溴曱醇對碲鎘汞有較好的腐蝕作用，也能對ZnS膜層 發(fā)生一定反應(yīng)，用光刻膠保護表面，利用溴曱醇腐蝕碲鎘汞表面損傷層，達到 較好的損傷膜層去除效果；鹽酸對ZnS膜層有較好的腐蝕作用，且不會對碲鎘 汞以及CdTe膜層產(chǎn)生腐蝕，利用鹽酸腐蝕ZnS膜層可以達到正面與側(cè)面處于同 樣的待鈍化狀態(tài)。
磁控賊射方式與一般的鍍膜方式相比，具有高速、低溫、低損傷的特點， 并且沉積速率快，工藝過程中基片溫升低，對膜層的損傷小，適合棵露的碲鎘汞 表面鈍化。CdTe/ZnS復(fù)合膜層既能保證與碲鎘汞表面晶格匹配，也能保證鈍化絕緣效果，適合棵露的碲鎘汞表面鈍化。提高賊射壓力可以增加被賊射粒子與
氬離子撞擊后形成散射，改善生長膜層方向性；縮短靶材與樣品之間距離可以增大被'戚射粒子進入臺階的入射角度，通過以上技術(shù)解決臺面?zhèn)认蜮g化層受陰影效應(yīng)的影響，產(chǎn)生的厚度不均勻問題。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種紅外雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化方法，其特征在于，包括步驟A對雙色碲鎘汞探測器的芯片臺面裸露的碲鎘汞進行腐蝕，消除物理損傷薄膜，去除表面硫化鋅膜層；步驟B利用磁控濺射設(shè)備對經(jīng)過步驟A處理后的芯片臺面進行鈍化處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A具體包括 將碲雙色碲鎘汞探測器的芯片臺面表面用光刻膠保護，利用溴曱醇對側(cè)壁和底面棵露的碲鎘汞進行腐蝕，消除物理損傷膜層；去除光刻膠，利用鹽酸腐蝕表面硫化鋅膜層，脫水吹干。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體包括 縮小芯片樣品和靶材的靶間距離到預(yù)定靶間距離值，并將吹干的芯片樣品固定在樣品盤上；對真空腔室進行抽真空處理，使其達到磁控濺射設(shè)備預(yù)定的本底真空值； 通過氣路向真空腔室中充入氬氣，調(diào)節(jié)變通處于半開狀態(tài)，加大濺射氣壓， 使得真空腔室中的氣體壓力達到預(yù)定濺射氣壓值；通過先后兩次選取射頻電源的功率，生長碲鎘層和硫化鋅膜層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定靶間距離值為70mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定濺射氣壓值為1.5pa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紅外雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化方法，包括步驟A對雙色碲鎘汞探測器的芯片臺面裸露的碲鎘汞進行腐蝕，消除物理損傷薄膜，去除表面硫化鋅膜層；步驟B利用磁控濺射設(shè)備對經(jīng)過步驟A處理后的芯片臺面進行鈍化處理；本發(fā)明在碲鎘汞平面單色鈍化工藝的基礎(chǔ)上，選擇磁控濺射設(shè)備，結(jié)合優(yōu)化的臺面濕化學(xué)預(yù)處理工藝，對濺射壓力和靶間距離等關(guān)鍵參數(shù)進行系統(tǒng)優(yōu)化，最終獲得良好的表側(cè)面鈍化效果。
文檔編號H01L31/18GK101640231SQ200910092189
公開日2010年2月3日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者浩 孫, 敏 張, 朱西安, 王成剛 申請人:中國電子科技集團公司第十一研究所