一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114400273A(43)申请公布日2022.04.26(21)申请号202210051575.0(22)申请日2022.01.17(71)申请人中山大学地址510275广东省广州市海珠区新港西路135号(72)发明人陈子超陈钊鉴金运姜(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人禹小明(51)Int.Cl.H01L31/18(2006.01)H01L31/109(2006.01)H01L31/0224(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图7页(54)发明名称一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法(57)摘要本发明公开了一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法，包括以下步骤：使用HSQ光刻胶在晶圆上进行旋涂然后完成电子束光刻；使用电感耦合等离子体刻蚀法进行垂直刻蚀；使用反应离子束刻蚀法刻蚀残留的HSQ光刻胶；沉积一层介质膜；使用热稳定负性光刻胶进行普通光刻曝光，完成器件隔离；使用BCB胶做平坦化处理；使用对电子敏感的ARP光刻胶再次进行电子束光刻曝光出P电极图型；使用电子束蒸镀系统蒸镀相应金属，然后进行光刻胶的剥离去除其他位置的金属；使用热稳定负性光刻胶对N台面进行光刻，曝光出N电极图形，电子束蒸镀系统蒸镀N台面上的金属，再使用丙酮完成剥离，完成器件制备。本发明提高了光电探测器成片的表面洁净度，同时兼顾台面刻蚀的质量。CN114400273ACN114400273A权利要求书1/2页1.一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：使用对电子敏感的HSQ光刻胶在晶圆上进行旋涂，然后依次进行烘烤、电子束光刻及显影，完成光刻；S2：使用电感耦合等离子体刻蚀法对步骤S1光刻后的芯片进行垂直刻蚀，刻蚀到芯片的N欧姆接触层的位置；S3：使用反应离子束刻蚀法刻蚀残留的HSQ光刻胶，然后使用湿法刻蚀平整反应离子束方法刻蚀后的侧壁；S4：利用化学气相沉积法沉积一层介质膜；S5：使用热稳定负性光刻胶进行普通光刻曝光，完成器件隔离；S6：使用BCB胶做平坦化处理；S7：使用对电子敏感的ARP光刻胶再次进行电子束光刻，曝光显影出P电极相应的窗口图型，使用反应离子束刻蚀相应位置的BCB胶以及SiNx，漏出相应位置的P型欧姆接触层，再使用热稳定负性光刻胶进行普通光刻，曝光出P电极图型；S8：使用电子束蒸镀系统蒸镀相应金属，使用丙酮完成热稳定负性光刻胶的剥离，去除其他位置的金属；S9：使用热稳定负性光刻胶对N台面进行光刻胶曝光出N电极图形，电子束蒸镀系统蒸镀N台面上的金属，再使用丙酮完成剥离，完成器件制备。2.根据权利要求1所述的一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法，其特征在于，步骤S1中光刻胶旋涂的厚度为400‑700um，烘烤的条件为90℃温度烘烤5分钟。3.根据权利要求1所述的一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法，其特征在于，步骤S1光刻中晶圆表面曝光的部分为圆形台面，曝光的图型尺寸与制备的光电探测器台面相同或稍大于制备的光电探测器台面。4.根据权利要求1所述的一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法，其特征在于，步骤S2中在进行电感耦合等离子体刻蚀时需要通过样片测试刻蚀速率，计算刻蚀时间，所述N欧姆接触层具有预设厚度，刻蚀深度小于N欧姆接触层预设厚度。5.根据权利要求1所述的一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法，其特征在于，在步骤S3中采用反应离子束刻蚀法对残留的HSQ光刻胶进行多次刻蚀，每次刻蚀完成后观察光学显微镜，光刻胶本身为彩色，彩色完全消失即刻蚀完成。6.根据权利要求1所述的一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法，其特征在于，步骤S4中的介质膜为SiNx。7.根据权利要求1所述的一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法，其特征在于，步骤S5所述热稳定负性光刻胶为AZnL0F2035光刻胶，具体过程为：以AZnLOF2035光刻胶为掩模，使用反应离子束刻蚀刻蚀相应位置SiNx，再通过丙酮、异丙醇、水，以及使用ICP‑RIE打氧去除光刻胶，再使用没被刻蚀的SiNx再次做掩模刻蚀晶圆衬底直至到InP绝缘衬底，完成器件隔离。8.根据权利要求1所述的一种InGaAs/InP体系的单行载流子的光电探测器制备方法，其特征在于，步骤S7中在进行反应离子束刻蚀BCB胶和SiNx时，需要逐步增加刻蚀时间，每次完成短时间刻蚀后通过光学显微镜观察，BCB胶为彩色，SiNx为随厚度不同呈现均匀颜2CN114400273A权利要求书2/2页色