[发明专利]一种平面InGaAs/InP APD光电探测器的制备方法

说明书

本发明提出了一种平面InGaAs/InP APD光电探测器的制备方法，采用二次刻蚀的方法形成扩散主窗口的双台阶结构，以及2个保护环窗口的单台阶结构，可以更好的抑制边缘提前击穿。主窗口的击穿均匀性较好，光敏面直径达到80μm。该平面InGaAs/InP APD光电探测器的制备方法，具有工艺简单、成本低廉以及制备工艺时间短的特点。

技术领域

本发明属于半导体光电探测器技术领域，具体涉及一种平面InGaAs/InP APD光电探测器的制备方法。

背景技术

InGaAs/InP APD器件由于存在内部增益和其它类型的长波段光电探测器相比具有很大的优越性，目前在通讯、战略预警、战术报警、夜视、制导、气象、地球资源探测、工业探伤、医学、光谱、测温以及大气监测等军用和民用领域有广泛的运用。现有的平面InGaAs/InP APD光电探测器通常是采用SGACM结构，在外延片上生长一层Si₃N₄膜，作为扩散掩膜。然后，采用光刻技术在掩膜上腐蚀出保护环窗口和主窗口，用闭管锌扩散的方法，将锌从窗口扩散到i-InP帽层，通过两次扩散形成单台阶用于抑制边沿提前击穿，最后退火形成欧姆接触电极。单台阶结构对边缘提前击穿的抑制效果差，而且采用两次扩散工艺形成单台阶流程较为复杂，台阶高度控制难度较大，容易导致良品率较低，成本较高等问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种平面InGaAs/InP APD光电探测器的制备方法，以解决现有技术存在的问题。

本发明提出了一种平面InGaAs/InP APD光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：在外延片上先生长一层二氧化硅，在二氧化硅上再生长一层氮化硅，形成二氧化硅/氮化硅扩散阻挡层；

步骤S2：采用光刻干法腐蚀将二氧化硅/氮化硅扩散阻挡层腐蚀形成扩散的主窗口和2个保护环窗口；

步骤S3：采用酸混合溶液对二氧化硅/氮化硅扩散阻挡层进行湿法腐蚀，形成主窗口第一台阶和保护环窗口第一台阶；

步骤S4：以光刻胶做为掩膜，采用酸混合溶液对二氧化硅/氮化硅扩散阻挡层进行湿法腐蚀，形成主窗口第二台阶；以及

步骤S5：最后去除光刻胶，裸露出主窗口和保护环窗口，以锌为扩散源在主窗口和保护环窗口进行开管锌扩散。

在一个优选的实施例中，步骤S1中的二氧化硅的厚度为氮化硅的厚度为

在一个优选的实施例中，酸混合溶液包括盐酸、冰醋酸和水，盐酸:冰醋酸:水的比例为5:20:1～10:40:1，酸混合溶液的速率范围为

在一个优选的实施例中，主窗口第二台阶的高度小于主窗口第一台阶。

在一个优选的实施例中，主窗口第一台阶的高度为主窗口第二台阶的高度为

在一个优选的实施例中，锌的纯度为99.999％。

在一个优选的实施例中，步骤S5中进行开管锌扩散时，氮气和氢气作为保护气氛，氮气和氢气的气流量分别为0.5～1.2l/min和0.1～0.3l/min，扩散温度为420～500℃。