1.高功率同面電極嵌入式臺面型光導(dǎo)開關(guān),包括半絕緣碳化硅襯底(1)和一對歐姆接觸電極(5,6),其特征在于:
半絕緣碳化硅襯底(1)的一邊為45°±2°的斜邊,作為傾斜入射臺面(2);
半絕緣碳化硅襯底(1)的上表面和斜邊表面淀積氮化硅(7),用于減少入射光在表面的反射,同時增加器件的耐壓能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述高功率同面電極嵌入式臺面型光導(dǎo)開關(guān),其特征在于:在半絕緣碳化硅襯底(1)上部兩端開有兩個凹槽(3,4),凹槽自表面上的氮化硅層(7)到半絕緣碳化硅襯底(1)的深度為3~5μm,一對歐姆接觸電極(5,6)嵌在這兩個凹槽(3,4)中。
3.高功率同面電極嵌入式臺面型光導(dǎo)開關(guān)的制作方法,包括如下步驟:
1)對半絕緣碳化硅襯底進行清洗,去除表面污染物;
2)在清洗后的半絕緣碳化硅襯底右側(cè)進行倒角,形成45°±2°斜面,并對此斜面采用化學(xué)機械拋光CMP,使其形成粗糙度為Ra≤0.01的光滑入射臺面;
3)用磁控濺射方法在襯底表面濺射鋁膜作為干法刻蝕的掩膜層,再采用電感耦合等離子體刻蝕ICP法在襯底的上表面刻蝕形成兩個深度為3~5μm,橫向?qū)挾葹?~4mm,縱向長度為5~10mm的凹槽;
4)采用等離子增強化學(xué)氣相淀積PECVD的方法在刻槽后的碳化硅半絕緣襯底樣品表面以及入射臺面上淀積厚度為2μm的SiO2作為離子注入的阻擋層;
5)在阻擋層上涂光刻膠,用光刻膠在涂膠后的SiO2阻擋層上刻蝕出對應(yīng)凹槽位置的窗口圖案,并用HF酸溶液腐蝕掉窗口圖案位置下的阻擋層,阻擋層表面所開窗口即為離子注入的窗口,并去膠清洗;
6)在離子注入窗口進行三次磷離子注入,注入能量分別為150keV、80keV、30keV,注入的劑量分別為0.9×1015cm-2,5.7×1015cm-2,3.4×1015cm-2,形成表面摻雜濃度為2×1020cm-2的樣片;
7)離子注入完成后腐蝕掉樣品表面剩余的SiO2阻擋層,清洗樣片表面的殘留物;
8)在清洗殘留物后的樣片表面涂BN310負膠,將該樣片置于300℃~400℃溫度環(huán)境中加熱90分鐘進行碳膜濺射;然后在1550℃~1750℃溫度范圍內(nèi)退火10分鐘,以在樣片表面形成厚度為150nm的良好歐姆接觸;再在900℃~1100℃溫度范圍內(nèi)干氧氧化15分鐘,以去除表面碳膜;
9)將去除碳膜的樣品在300℃~400℃范圍內(nèi)進行等離子增強化學(xué)氣相PECVD淀積工藝,在樣片和傾斜臺面表面淀積70~80nm厚的氮化硅,作為減反層;
10)在氮化硅減反層上旋涂光刻膠,利用金屬層的掩膜版作刻蝕阻擋層;然后用熔融的NaOH溶液腐蝕10分鐘,將半絕緣襯底上表面對應(yīng)凹槽位置處的氮化硅減反層刻蝕掉,形成的凹槽窗口區(qū)域即為要做金屬電極的區(qū)域;
11)在開窗后的樣片表面涂膠,使用金屬層掩膜版光刻出金屬圖形;通過磁控濺射在樣片的兩個凹槽中淀積厚度為80~100nm的金屬Ni,在Ar氣環(huán)境中升溫至900℃~1100℃,退火10分鐘后冷卻至室溫;
12)在冷卻后的樣片表面涂膠,使用金屬層掩膜版光刻出金屬圖形,并通過磁控濺射法在兩個凹槽處淀積厚度為3~5μm的Au薄膜,通過超聲波剝離形成金屬電極,再在Ar氣環(huán)境中升溫至450℃~650℃,退火5分鐘后冷卻至室溫,完成整個器件的制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述高功率同面電極嵌入式臺面型光導(dǎo)開關(guān)的制作方法,其特征在于步驟9)的利用等離子增強化學(xué)氣相PECVD淀積氮化硅,其工藝參數(shù)為:襯底溫度300℃~400℃,硅烷與氨氣流量比為1:6~1:10,氣體總流量為4000~4500sccm,工藝壓強為170Pa;生成氮化硅薄膜厚度為75~80nm,折射率為2.0~2.1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3中所述高功率同面電極嵌入式臺面型光導(dǎo)開關(guān)的制作方法,其特征在于步驟10)采用熔融NaOH溶液腐蝕氮化硅減反層,其反應(yīng)溫度為300℃~400℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求3中所述高功率同面電極嵌入式臺面型光導(dǎo)開關(guān)的制作方法,其特征在于步驟12)中的一對金屬電極,為橫向?qū)挾萪為2~4mm,縱向長度w為5~10mm,厚度n為3~5μm的歐姆接觸電極。