[发明专利]共振隧穿二极管晶圆结构的制备方法

说明书

本发明涉及一种共振隧穿二极管晶圆结构的制备方法，包括如下步骤：提供衬底；在衬底上依次层叠沉积的第一重掺杂InGaAs层、InP层、第一AlAs势垒层、InGaAs势阱层、第二AlAs势垒层和第二重掺杂InGaAs层；在所述第二重掺杂InGaAs层上沉积金属图形，形成第二欧姆接触；在金属图形以外的区域，先用可刻蚀InGaAs材料和AlAs材料、但不刻蚀InP材料的第一刻蚀液从第二重掺杂InGaAs层刻蚀至InP层，再用可刻蚀InP材料、但不刻蚀InGaAs材料和AlAs材料的第二刻蚀液刻蚀至第一重掺杂InGaAs层；在经刻蚀处理后的第一重掺杂InGaAs层上沉积金属形成第一欧姆接触。

技术领域

本发明属于微纳米加工技术领域，具体涉及一种共振隧穿二极管晶圆结构的制备方法。

背景技术

太赫兹波因其独特性能，脉宽窄、高带宽、低光子能量、能穿透大部分干燥、非金属、非极性物质和电介质材料，可以用于检测、成像以及集成高宽带无线通讯系统，在各大领域(航空航天、海工装备、安防、医疗、文化遗产等)都有广泛的应用。然而由于缺乏有效的太赫兹辐射源和检测方法，太赫兹频段的电磁波一直未能得到充分研究与应用。在许多太赫兹实际应用中，都需要使用高功率辐射源照射在目标物体上，以此开展检测、成像等应用。因此，有效的高功率太赫兹辐射源成为技术攻关的重中之重。以共振隧穿二极管(resonant tunneling diode，RTD)为基础的单片太赫兹集成电路(TMIC)的高功率辐射源具有室温工作、高度集成化、体积小、功耗小、频率高、成本低等优势成为最有潜力的集成太赫兹辐射源。

用于制备共振隧穿二极管的常用的InP基的InGaAs/Al_xIn_1-xAs材料体系的晶圆层结构如图1所示。在基底上沉积各功能层后，用微纳加工技术加工；微纳加工制备过程的第一步是在干净的晶圆上顶层重掺杂的InGaAs(n⁺⁺-InGaAs，即图1中层1)上沉积Ti/Pd/Au形成发射端(或接收端)欧姆接触，方便之后偏置电压的接入，第二步便是利用湿法刻蚀的方法将材料腐蚀到第二层重掺杂的InGaAs(n⁺⁺-InGaAs，即图1中层10)上，以便在其上沉积Ti/Pd/Au形成接收端(或发射端)欧姆接触，方便之后偏置电压的接入。湿法刻蚀InGaAs的速度大致为100nm/min，然而如果晶圆制备过程出现厚度控制的误差或制备环境因素的改变等因素，刻蚀速度会有所差别，单纯地以需刻蚀的厚度/刻蚀速率，得到刻蚀需用的时间来控制腐蚀过程，很可能会出现误差，而晶圆层结构每层的厚度也是nm级，最薄的只有一点几纳米，最厚的也才百纳米级，100nm/min的刻蚀速度并不容易实现精确的控制。因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种共振隧穿二极管晶圆结构的制备方法，旨在解决现有共振隧穿二极管晶圆结构的制备过程中，刻蚀精度不高的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种共振隧穿二极管晶圆结构的制备方法，包括如下步骤：

提供衬底；

在所述衬底上依次层叠沉积的第一重掺杂InGaAs层、InP层、第一AlAs势垒层、InGaAs势阱层、第二AlAs势垒层和第二重掺杂InGaAs层；

在所述第二重掺杂InGaAs层上沉积金属图形，形成第一欧姆接触；

在所述金属图形以外的区域，先用可刻蚀InGaAs材料和AlAs材料、但不刻蚀InP材料的第一刻蚀液从所述第二重掺杂InGaAs层刻蚀至InP层，再用可刻蚀InP材料、但不刻蚀InGaAs材料和AlAs材料的第二刻蚀液刻蚀至所述第一重掺杂InGaAs层；

在经刻蚀处理后的所述第一重掺杂InGaAs层上沉积金属形成第二欧姆接触。