[发明专利]一种高性能GaAs激光电池的制作方法

权利要求书

1.一种高性能GaAs激光电池的制作方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

步骤S1，在半绝缘GaAs基板上，按设计层结构采用MBE分子束外延方法生长化合物半导体GaAs材料外延片；

步骤S2，在生长有化合物半导体GaAs材料的外延片上制作P型电极，采用正胶光刻工艺进行光刻，并采用四甲基氢氧化铵显影液显影后用热板高温烘烤；

步骤S3，将光刻后的GaAs外延片装在溅射台中，在高纯Ar气气氛下，等离子清洗，采用四靶或三靶磁控溅射机对P型电极进行Ti/Pt/Au溅射；

步骤S4，采用丙酮浸泡溅射后的GaAs外延片，然后采用超声波对该GaAs外延片进行超声正胶剥离；

步骤S5，在高氮保护气氛下，在一定温度下进行快速退火；

步骤S6，在制作有P型电极的GaAs外延片上制作N型电极，采用正胶光刻工艺进行光刻，并采用四甲基氢氧化铵显影液显影后用热板高温烘烤；

步骤S7，对光刻后的GaAs外延片在780-820nm/min腐蚀速率下进行N型槽腐蚀，腐蚀深度至N型吸收层上表面；

步骤S8，采用与步骤S3同等条件进行等离子清洗和采用四靶或三靶磁控溅射机对N型电极进行AuGeNi合金和Au溅射；

步骤S9，采用与步骤S4相同条件对溅射后的GaAs外延片进行丙酮浸泡和超声正胶剥离；

步骤S10，在高氮保护气氛下，在一定温度下对N型电极进行快速退火；

步骤S11，在制作有N型电极的GaAs外延片上制作隔离槽，采用正胶光刻工艺进行光刻，并采用四甲基氢氧化铵显影液显影后用热板高温烘烤；

步骤S12，对光刻后的GaAs外延片在1376-1400nm/min腐蚀速率下进行隔离槽腐蚀，腐蚀深度至GaAs外延片半绝缘衬底层上表面，去胶；

步骤S13，采用正胶光刻工艺对GaAs外延片上表面进行高浓度层光刻，并采用四甲基氢氧化铵显影液显影后用热板高温烘烤；

步骤S14，采用正胶光刻工艺对GaAs外延片上表面进行高浓度层腐蚀至完毕；

步骤S15，采用PECVD进行SiO₂减反膜淀积；

步骤S16，采用丙酮浸泡溅射后的GaAs外延片，然后进行超声正胶剥离；

步骤S17，采用四靶或三靶磁控溅射机进行Au溅射，Au层厚度为1.2μm-2.5μm；

步骤S18，在加厚有Au的外延片上采用正胶光刻工艺进行光刻，并采用四甲基氢氧化铵显影液显影后用热板高温烘烤；

步骤S19，对光刻后的GaAs外延片进行腐蚀；

步骤S20，采用化学抛光工艺对GaAs外延片进行减薄至厚度为120μm-160μm，再划片，即完成GaAs激光电池的制作。

2.根据权利要求1所述的高性能GaAs激光电池的制作方法，其特征在于，所述步骤S3中，在高纯Ar气气氛下，采用功率为90-110W，以80ml/min流量进行2-4min等离子清洗；在同等Ar气气氛下采用功率为50-90W对GaAs外延片进行轰击；在速率为5.0-7.5nm/min下进行溅射。

3.根据权利要求1所述的高性能GaAs激光电池的制作方法，其特征在于，所述步骤S4中，丙酮浸泡GaAs外延片时间为30-50min，超声剥离功率为50W，超声时间为10-20s。

4.根据权利要求1所述的高性能GaAs激光电池的制作方法，其特征在于，所述步骤S5中，在温度390-410℃下进行快速退火60-70s。

5.根据权利要求1所述的高性能GaAs激光电池的制作方法，其特征在于，所述步骤S7中，腐蚀液采用下述体积比的原料：

氨水：H₂O₂：H₂O＝1:(1-1.5)：(7-9)。

6.根据权利要求1所述的高性能GaAs激光电池的制作方法，其特征在于，所述步骤S10中，在温度470-490℃下进行快速退火60-70s。