[发明专利]一种p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及平面探测器芯片领域，特别涉及一种p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法。

背景技术

红外焦平面探测技术具有光谱响应波段宽、可获得更多地面目标信息、能昼夜工作等显著优点，广泛应用于预警探测、情报侦察、毁伤效果评估以及农牧业、森林资源的调查、开发和管理、气象预报、地热分布、地震、火山活动，太空天文探测等军事和民事领域。

碲镉汞红外探测器芯片制备是红外探测技术的核心。制备芯片的工序主要有光刻、湿化学、离子注入、钝化、电极沉积以及干法刻蚀等半导体器件工艺。如何在碲镉汞材料上形成碲镉汞芯片与外电路连接的接触孔是碲镉汞器件制备的关键问题。干法刻蚀工艺由于其良好的选择性、均匀性、各向异性等优点是制备碲镉汞焦平面探测器接触孔的关键手段之一。但是，碲镉汞材料是一种极易损伤的材料，Hg-Te键较弱致使碲镉汞材料的损伤阈值很小，在干法刻蚀过程中，等离子体很容易在碲镉汞刻蚀区域的表面引起等离子体诱导损伤，汞空位p型碲镉汞材料经刻蚀后，会在表面形成n型反型层，造成正式pn结连接了一个不必要的反向寄生pn结，严重可导致器件出现负开启现象，从而影响器件的光学和电学性能。因此，研究如何制备无损伤或低损伤的碲镉汞焦平面器件p型接触孔具有重要的意义。

湿法腐蚀工艺及干法刻蚀工艺是制备碲镉汞焦平面器件p型接触孔的两种手段。干法刻蚀工艺由于在刻蚀过程中存在刻蚀偏压，不可避免的造成碲镉汞材料的侧壁及底面造成损伤，影响器件性能；湿法腐蚀工艺由于其完全是化学作用，在无损伤制备接触孔方面具备天然的优势，但是，湿法腐蚀工艺在小尺寸接触孔制备方面存在各向异性差、钻蚀严重、腐蚀深度重复性差和均匀性不好等问题，在制备碲镉汞焦平面器件p型接触孔过程中存在较大难度，因此，如何进一步提升湿法腐蚀工艺的工艺效果，对于提升碲镉汞焦平面器件整体性能具有极大的意义。

p型碲镉汞材料是一种极易损伤的材料，Hg-Te键较弱致使碲镉汞材料的损伤阈值很小，传统的湿法腐蚀工艺存在各向异性差、钻蚀严重、腐蚀深度重复性差和均匀性不好等缺点，其接触孔腐蚀效果如图1所示，该接触孔形貌很难应用于碲镉汞焦平面器件制备过程中。

发明内容

为了解决传统的湿法腐蚀工艺存在的各向异性差、钻蚀严重、腐蚀深度重复性差和均匀性不好的问题，本发明提供了一种p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法。

本发明提供的p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法，包括：

在衬底的p型HgCdTe复合膜层的表面进行光刻，得到带有接触孔的衬底；

将所述带有接触孔的衬底放置在盛有水的容器中进行第一次浸润，以消除所述接触孔内的气泡；

在超声的条件下，将浸润好的衬底放入盛有腐蚀液的容器中进行腐蚀；

将腐蚀完毕的衬底用水冲洗后放置在盛有水的容器中进行第二次浸润，以防止所述腐蚀液继续留在所述接触孔内。

具体的，在本发明的p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法中，将所述带有接触孔的衬底放置在盛有水的容器中，在超声频率140～190KHz、超声功率100～150W的条件下进行第一次浸润，所述第一次浸润的时间为90～150s。

具体的，在本发明的p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法中，在超声频率140～190KHz、超声功率100～150W的条件下将浸润好的衬底放入盛有腐蚀液的容器中进行腐蚀，腐蚀时间为5～10s。

具体的，在本发明的p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法中，将腐蚀完毕的衬底用水冲洗后放置在盛有水的容器中，在超声频率140～190KHz、超声功率100～150W的条件下进行第二次浸润，所述第二次浸润的时间为30～60s。

具体的，在本发明的p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法中，在进行第一次浸润、腐蚀和/或第二次浸润时，还包括将接触孔的正面朝上，将所述样品进行上下移动。

具体的，在本发明的p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法中，所述腐蚀液按体积比包括：HCL:HNO₃＝(4～6)：1。

具体的，在本发明的p型HgCdTe复合膜层接触孔的湿法腐蚀方法中，在衬底的p型HgCdTe复合膜层的表面进行光刻，得到带有接触孔的衬底，包括：

在衬底的p型HgCdTe复合膜层的表面涂光刻胶；利用光刻机对需要设置接触孔的部位的光刻胶进行曝光，并对曝光部位的光刻胶进行显影，得到带有接触孔的衬底。