專利名稱：紅外雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化方法
技術領域：
本發明涉及雙色碲鎘汞紅外探測器技術領域，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：
雙色碲鎘汞紅外探測器可以同時探測兩個波段的信號，有利于更準確判斷
追蹤目標，而鈍化技術是研發雙色^:測器的關鍵技術之一 。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，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合速度和1/f噪聲效應，提高探測器動態電阻 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，而且還存在經過深臺面刻蝕后的棵露的碲鎘汞臺面 側壁會產生大量的表面缺陷，側面產生-復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，從而產生不穩定的Hg原子和Hg空位，產生一定的物理損傷。生長高質量 的鈍化膜層可以保護棵露出來的碲鎘汞臺面側壁，適當的鈍化工藝可以改善器 件臺面側壁漏電流情況。其工藝難點是清洗時側面與表面結合處很容易受到 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，臺面側向的鈍化層生長由于受陰影效應的影響，極易造成厚度及結構的不均勻，影響鈍化 層質量，特別是側壁與表面結合處由于膜層太薄容易出現斷裂現象，從而造成 碲鎘汞表面棵露，產生較大的表面漏電流。
發明內容
鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種紅外雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化方 法，用以解決現有技術中存在的鈍化工藝效果差的問題。
本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的 本發明提供了 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備預定的本底真空值； 通過氣路向真空腔室中充入氬氣，調節變通處于半開狀態，加大賊射氣壓， 使得真空腔室中的氣體壓力達到預定濺射氣壓值；
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，所述預定靶間距離值為70mm,所述預定濺射氣壓值為1.5pa。 本發明有益效果如下
本發明采用光刻膠保護臺面正面，利用溴曱醇腐蝕側壁和底面，結合磁控 '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復合鈍化 膜層，很好地解決雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化技術問題。
本發明的其他特征和優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，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可 通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲
3曰付。
圖1為磁控濺射設備的結構示意圖2為本發明實施例所述方法的流程示意圖3為本發明實施例中，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
本發明在碲鎘汞平面單色鈍化工藝的基礎上，選擇磁控濺射設備，結合優 化的臺面濕化學預處理工藝，對濺射壓力和靶間距離等關鍵參數進行系統優化， 最終獲得良好的表側面鈍化效果。
下面結合附圖來具體描述本發明的優先實施例，其中，附圖構成本申請一 部分，并與本發明的實施例一起用于闡釋本發明的原理。為了清楚和簡化目的， 當其可能使本發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構的詳細具體說明。
為了便于理解本發明實施例，首先對本發明實施例涉及到的磁控濺射設備 進行簡要說明。
如圖l所示，圖1為磁控濺射設備的結構示意圖，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用來調節氣體流量， 射頻電源4用來產生射頻，匹配盒5用來調節射頻的功率，靶材6是被濺射的 目標材料，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 空環境。
下面結合附圖對本發明實施例所述方法進行詳細說明。
如圖2所示，圖2為本發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:耙間距調節；具體的說就是，樣品盤1與靶材6的間距在50mm~ 120mm調節，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達到設備預定的本底真空值(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，調節變通3處于半開狀態，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，當生長達到要求時，取出芯片樣品。
綜上所述，本發明實施例提供了 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，利用溴曱醇腐蝕側壁和底面，結合磁控濺射方法， 加大樣品與耙材之間距離，加大濺射氣壓，生長CdTe/ZnS復合鈍化膜層，解決 雙色碲鎘汞探測器臺面鈍化技術問題。目前磁控濺射鈍化工藝已經突破到側表 厚度比達到80%,臺階覆蓋良好，對于降低表側面復合速率，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 礎上進行復合膜層生長。溴曱醇對碲鎘汞有較好的腐蝕作用，也能對ZnS膜層 發生一定反應，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膜層產生腐蝕，利用鹽酸腐蝕ZnS膜層可以達到正面與側面處于同 樣的待鈍化狀態。
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，通過以上技術解決臺面側向鈍化層受陰影效應的影響，產生的厚度不均勻問題。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
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利用磁控濺射設備對經過步驟A處理后的芯片臺面進行鈍化處理。
2、 根據權利要求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、 根據權利要求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備預定的本底真空值； 通過氣路向真空腔室中充入氬氣，調節變通處于半開狀態，加大濺射氣壓， 使得真空腔室中的氣體壓力達到預定濺射氣壓值；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、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述預定靶間距離值為70mm。
5、 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述預定濺射氣壓值為1.5pa。
全文摘要
本發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利用磁控濺射設備對經過步驟A處理后的芯片臺面進行鈍化處理；本發明在碲鎘汞平面單色鈍化工藝的基礎上，選擇磁控濺射設備，結合優化的臺面濕化學預處理工藝，對濺射壓力和靶間距離等關鍵參數進行系統優化，最終獲得良好的表側面鈍化效果。
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 優先權日2009年9月4日
發明者浩 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