所示。首先在進行退火處理和表面腐蝕處理后的碲鎘汞外延材料芯片表面熱蒸發(fā)沉積?60nm厚的碲化鎘注入阻擋層，將芯片清洗干凈，在芯片表面旋轉(zhuǎn)涂覆一層厚度2?3微米厚的正性光致抗蝕劑，用光刻版對芯片進行紫外光曝光，經(jīng)過顯影和定影后，獲得光致抗蝕劑注入掩膜。
[0026]將已經(jīng)制備好掩膜圖形的芯片裝載在高真空熱蒸發(fā)設備的樣品臺上，首先以0°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，沉積?20nm厚的硫化鋅薄膜；再以45°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，沉積?20nm厚的硫化鋅薄膜；最后以-45°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，沉積?20nm厚的硫化鋅薄膜；最終獲得厚度為?60nm的硫化鋅犧牲介質(zhì)膜，獲得具有三明治結構的復合掩膜。
[0027]對制備有該注入掩膜的碲鎘汞芯片以300KeV的能量注入As+離子。對注入后的芯片進行顯微鏡鏡檢，掩膜完好，未發(fā)生掩膜變性和皸裂現(xiàn)象，如附圖3(5)所示。采用本發(fā)明所述的掩膜去除方法，在離子注入后的碲鎘汞芯片表面進行濕法腐蝕、紫外曝光和顯影，掩膜去除工藝流程如附圖2所示。將離子注入后的芯片用去離子水清洗干凈，并用氮氣吹干，然后浸入鹽酸腐蝕液中腐蝕3?4秒，直至犧牲介質(zhì)膜去除干凈，用去離子水漂洗干凈，并用氮氣吹干。
[0028]用紫外線光刻機對芯片無掩膜曝光90?120秒，然后用顯影液浸泡2?3分鐘，去除光致抗蝕劑掩膜層，再用去離子水漂洗干凈。將芯片浸入濃磷酸、過氧化氫的水溶液中，腐蝕4?5秒，直至碲化鎘阻擋層介質(zhì)膜去除干凈，用去離子水漂洗干凈。對芯片表面進行顯微鏡鏡檢，無掩膜殘留，如附圖3(6)所示。
[0029]實施例2:
[0030]采用本發(fā)明中所述的掩膜制備方法，在碲鎘汞外延材料芯片表面進行蒸發(fā)沉積、光刻和正負傾角濺射沉積，制備工藝流程如附圖2所示。首先在進行退火處理和表面腐蝕處理后的碲鎘汞外延材料芯片表面熱蒸發(fā)沉積?20nm厚的碲化鎘注入阻擋層，將芯片清洗干凈，在芯片表面旋轉(zhuǎn)涂覆一層厚度2?3微米厚的正性光致抗蝕劑，用光刻版對芯片進行紫外光曝光，經(jīng)過顯影和定影后，獲得光致抗蝕劑注入掩膜。
[0031]將已經(jīng)制備掩膜圖形的芯片裝載在磁控濺射設備的樣品臺上，首先以0°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，派射?1nm厚的二氧化娃薄膜；再以45°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，派射?5nm厚的二氧化硅薄膜；最后以-45°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，濺射?5nm厚的二氧化硅薄膜；最終獲得厚度為?20nm的二氧化硅犧牲介質(zhì)膜，獲得具有三明治結構的復合掩膜。
[0032]對制備有該注入掩膜的碲鎘汞芯片以300KeV的能量注入As+離子。對注入后的芯片進行顯微鏡鏡檢，掩膜完好，未發(fā)生掩膜變性和皸裂現(xiàn)象。采用本發(fā)明所述的掩膜去除方法，在離子注入后的碲鎘汞芯片表面進行濕法腐蝕、紫外曝光和顯影，掩膜去除工藝流程如附圖2所示。將離子注入后的芯片用去離子水清洗干凈，并用氮氣吹干，然后浸入HF緩沖腐蝕液中腐蝕6?8秒，直至犧牲介質(zhì)膜去除干凈，用去離子水漂洗干凈。
[0033]用紫外線光刻機對芯片無掩膜曝光90?120秒，然后用顯影液浸泡2?3分鐘，去除光致抗蝕劑掩膜層，再用去離子水漂洗干凈。將芯片浸入濃磷酸、過氧化氫的水溶液中，腐蝕4?5秒，直至碲化鎘阻擋層介質(zhì)膜去除干凈，用去離子水漂洗干凈。對芯片表面進行顯微鏡鏡檢，無掩膜殘留。
[0034]實施例3:
[0035]采用本發(fā)明中所述的掩膜制備方法，在碲鎘汞外延材料芯片表面進行蒸發(fā)沉積、光刻和正負傾角蒸發(fā)沉積，制備工藝流程如附圖2所示。首先在進行退火處理和表面腐蝕處理后的碲鎘汞外延材料芯片表面熱蒸發(fā)沉積?200nm厚的碲化鎘注入阻擋層，將芯片清洗干凈，在芯片表面旋轉(zhuǎn)涂覆一層厚度2?3微米厚的正性光致抗蝕劑，用光刻版對芯片進行紫外光曝光，經(jīng)過顯影和定影后，獲得光致抗蝕劑注入掩膜。
[0036]將已經(jīng)制備好掩膜圖形的芯片裝載在高真空熱蒸發(fā)設備的樣品臺上，首先以0°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，沉積?80nm厚的硫化鋅薄膜；再以45°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，沉積?60nm厚的硫化鋅薄膜；最后以-45°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，沉積?60nm厚的硫化鋅薄膜；最終獲得厚度為?200nm的硫化鋅犧牲介質(zhì)膜，獲得具有三明治結構的復合掩膜。
[0037]對制備有該注入掩膜的碲鎘汞芯片以300KeV的能量注入As+離子。對注入后的芯片進行顯微鏡鏡檢，掩膜完好，未發(fā)生掩膜變性和皸裂現(xiàn)象。采用本發(fā)明所述的掩膜去除方法，在離子注入后的碲鎘汞芯片表面進行濕法腐蝕、紫外曝光和顯影，掩膜去除工藝流程如附圖2所示。將離子注入后的芯片用去離子水清洗干凈，并用氮氣吹干，然后浸入鹽酸腐蝕液中腐蝕5?7秒，直至犧牲介質(zhì)膜去除干凈，用去離子水漂洗干凈。
[0038]用紫外線光刻機對芯片無掩膜曝光90?120秒，然后用顯影液浸泡2?3分鐘，去除光致抗蝕劑掩膜層，再用去離子水漂洗干凈。將芯片浸入濃磷酸、過氧化氫的水溶液中，腐蝕4?5秒，直至碲化鎘阻擋層介質(zhì)膜去除干凈，用去離子水漂洗干凈。對芯片表面進行顯微鏡鏡檢，無掩膜殘留。
[0039]圖3(1)和3(2)是采用光致抗蝕劑掩膜直接進行離子注入后芯片表面的顯微照片，從圖中可以發(fā)現(xiàn)注入后的光致抗蝕劑掩膜發(fā)生嚴重變性和皸裂。后續(xù)工藝中掩膜去除困難，器件電學測試也表明掩膜皸裂處的探測器像元發(fā)生了串連，器件工藝失敗。
[0040]圖3 (3)和3 (4)是采用0°傾角沉積犧牲介質(zhì)膜的三明治結構復合掩膜碲鎘汞芯片經(jīng)離子注入后，注入阻擋層去除前后的顯微照片，從圖中可見注入?yún)^(qū)邊緣有明顯的掩膜殘留，且無法去除干凈。
【主權項】
1.一種用于碲鎘汞高能離子注入的復合掩膜的制備方法，所述的復合掩膜的結構為:復合掩膜底層為注入阻擋層(I)，中部為具有掩膜圖形的光致抗蝕劑掩膜層(2)，上層為犧牲介質(zhì)層(3);其特征在于:復合掩膜的制備方法包括步驟如下: 1)將已沉積注入阻擋層(I)的芯片清洗干凈并烘干，在芯片表面旋轉(zhuǎn)涂覆一層正性光致抗蝕劑，用光刻掩膜版對芯片進行曝光顯影及后烘堅膜，制備出具有掩膜圖形的光致抗蝕劑掩膜層(2); 2)將已經(jīng)制備好光致抗蝕劑掩膜層(2)的芯片裝載在樣品臺上，首先以O。傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，沉積總厚度20%?80%的犧牲介質(zhì)膜；再以+ 20°?+ 50°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，沉積總厚度10%?40%的犧牲介質(zhì)膜；最后以-20°?-50°傾角旋轉(zhuǎn)樣品臺，沉積總厚度10%?40%的犧牲介質(zhì)膜；最終獲得厚度為20?200nm的犧牲介質(zhì)層(3)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于高能離子注入的復合掩膜的制備方法。本發(fā)明的掩膜為一種具有三層結構的復合光致抗蝕劑掩膜，該掩膜將光致抗蝕劑掩膜圖形制作在注入阻擋層介質(zhì)膜與表層犧牲介質(zhì)膜之間，用作高能離子注入掩膜。其制備方法采用正性光致抗蝕劑經(jīng)光刻在注入阻擋層介質(zhì)膜表面形成掩膜圖形，再利用正負傾角薄膜蒸發(fā)工藝在注入?yún)^(qū)、光致抗蝕劑掩膜側(cè)壁及頂端生長犧牲介質(zhì)膜，用于高能離子注入。本發(fā)明的復合掩膜可避免光致抗蝕劑掩膜在高能離子轟擊下的皸裂變性問題，且掩膜去除無殘留，保證芯片表面潔凈度，提高器件性能。
【IPC分類】H01L21-266
【公開號】CN104599958
【申請?zhí)枴緾N201510028928
【發(fā)明人】施長治, 林春
【申請人】中國科學院上海技術物理研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月21日