[发明专利]一种采用MOCVD外延系统制作渐变型扩散光电二极管的方法

摘要

本发明涉及一种采用MOCVD外延系统制作渐变型扩散光电二极管的方法。采用MOCVD外延系统在半绝缘磷化铟衬底上进行光电二极管的一次外延、铟镓砷欧姆接触层成型、采用基于MOCVD外延系统的渐变型扩散法进行掺杂、采用反应离子刻蚀和化学湿法腐蚀相结合的方法制作准台面、采用化学湿法腐蚀法制作第二台阶、制作SiO2钝化层、制作光敏面、蒸发刻蚀电极、衬底减薄、背面溅射和电极合金化。本发明在扩散过程中，磷化锌持续产生，具有高掺杂、低欧姆接触电阻、响应度高优点；在扩散中形成突变结，暗电流小、可靠性好；采用渐变型扩散，扩散分两步进行，扩散均匀性；采用准台面结构，暗电流小，可靠性好，芯片暗电流仅为10皮安。

主权项

一种采用MOCVD外延系统制作渐变型扩散光电二极管的方法，其特征在于样品置于反应室的旋转底座上，反应室顶部密布喷入气体的小孔，具体步骤如下：1)采用MOCVD的方法在半绝缘磷化铟衬底上进行光电二极管的一次外延，外延由五层构成，从下至上依次为掺Fe的半绝缘磷化铟I衬底、N型磷化铟缓冲层、N型磷化铟层、铟镓砷吸收层、N型磷化铟层和铟镓砷接触层6。2)用2500埃二氧化硅做掩膜层，用体积比为1∶1∶20的硫酸∶双氧水∶水溶液腐蚀未被保护的铟镓砷55秒，制作铟镓砷欧姆接触层，3)采用基于MOCVD系统渐变型扩散的方法进行掺杂，掺杂方法是用3000埃二氧化硅做掩膜层，光刻出直径为50微米的圆形扩散孔，用体积比1∶10的盐酸∶水溶液清洗50秒，去离子水清洗5分钟，然后在530℃，压强为225托条件下，二甲基锌流量为每分钟5标况毫升，扩散15分钟，二甲基锌流量为每分钟10标况毫升，扩散5分钟，最后在470℃条件下退火；4)等离子体增强化学汽相淀积生长3000埃二氧化硅做掩膜层，然后利用反应离子刻蚀方法刻蚀出面积为70微米*微米、深度为2.9微米的方形台，最后采用体积比为1∶1∶20的硫酸∶双氧水∶水溶液腐蚀25秒，制作出准台面；5)用光刻胶做掩膜层，光刻出240微米*126微米的长方形图形，然后用体积比为1∶1的磷酸∶盐酸溶液腐蚀未被保护的磷化铟层23秒，制作第二台阶；6)用等离子体增强化学汽相淀积设备生长5000埃二氧化硅钝化层；7)先用反应离子刻蚀的方法刻蚀二氧化硅制作出直径为50微米圆孔，然后利用等离子体增强化学汽相淀积设备生长厚度为1600埃氮化硅增透层，制作出光敏面；8)先用反应离子刻蚀的方法刻蚀接触孔，然后光刻出电极图形，再依次溅射钛、铂、金，最后带胶剥离，制作出P 型和N 型电极；9)先将衬底减薄至150μm，然后依次溅射Ti、Pt、Au；10)在415℃条件下合金55s，使电极合金化。