專利名稱：一種雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件的制作技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法。
背景技術(shù)：
量子阱紅外探測器，特別是雙色量子阱紅外探測器是近年來探測器方面研究的焦點之一。其原理是利用不同帶隙的寬帶隙材料交替生長，形成量子阱結(jié)構(gòu)，利用量子阱中的子帶躍遷，制成紅外探測器。通過調(diào)節(jié)阱寬、勢壘高度，即三五族化合物的組份，就可以調(diào)節(jié)量子阱中子帶的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)探測器的響應(yīng)波長。利用III-V族材料成熟的生長工藝，易于實現(xiàn)雙色探測。
但是雙色探測器的制作工藝復(fù)雜，要進(jìn)行多次的臺面刻蝕、保護(hù)、金屬生長等工藝。在一定程度上提高了其制作的難度。為了實現(xiàn)高性能的雙色量子阱紅外探測器面陣，人們采用了不同的方法，目前主要有1)探測器1和探測器2分別在整個面陣的兩個部分，在探測器2起作用的部分，把光柵的深度加深，一直穿透探測器1到達(dá)中間接觸層。光柵上沉積接觸金屬，使探測器1短路。在探測器1起作用的部分，下電極直接從中間接觸層引出。這種方法中，受下電極引出方式的限制，使得兩個波段的像素只能分別位于探測器面陣的兩個部分，而不能交替排列。而且光柵的尺寸較小，要把光柵的深度加深直到穿透整個探測器1，大大加大了工藝上的難度。
2)面陣的每一個像素都采用同樣的工藝，都可以探測到兩個波段。在刻蝕光柵后，在光柵上沉積上電極金屬；然后光刻、腐蝕臺面直到中間接觸層，然后用鈍化層保護(hù)側(cè)面及光柵，在中間接觸層上生長金屬，并使其通過側(cè)面的鈍化層爬坡到頂層，把中間接觸層從頂層引出；然后繼續(xù)光刻、腐蝕臺面直到下接觸層，用鈍化層保護(hù)側(cè)面及光柵，在下接觸層上生長金屬，并使其通過鈍化層爬坡到頂層，把下接觸層從頂層引出；這樣就在一個像素的上表面同時引出了3個電極，上電極和中間電極之間為探測器l，中間電極和下電極之間為探測器2，最后進(jìn)行總鈍化，留出電極孔，其余的部分均用鈍化層保護(hù)。這種方式中，每個像素都可以探測到兩個波段的光信號，整個器件有較高的占空比，但是這種方式中，要經(jīng)過多次的臺面鈍化保護(hù)，對工藝提出了較高的要求；每個像素上都引出三個電極，提高了后面的銦倒裝以及外電路設(shè)計的難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，采用相對簡單的方法實現(xiàn)雙色探測。雖然每個像素只能響應(yīng)一個波長，但是不同響應(yīng)波長的像素可以按需要交替排列。提高了器件的實用性。
本發(fā)明是一種雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，其特征在于，包括如下步驟(A)先在半導(dǎo)體材料上制作光柵并沉積金屬；(B)上臺面光刻、刻蝕，露出中間接觸層；(C)在探測器2起作用的像素中，沉積金屬，對探測器1進(jìn)行側(cè)向短路，其中探測器2靠近襯底，探測器1在其之上；(D)下臺面的光刻及刻蝕，露出下接觸層；(E)用帶膠剝離的方法沉積金屬，使在探測器1起作用的像素中，探測器2側(cè)向短路，同時引出共用的下電極；(F)生長鈍化層，在鈍化層上光刻、腐蝕出引線孔，并用剝離的方法在引線孔中生長二次金屬。
其中所述的半導(dǎo)體材料為砷化鎵襯底上外延生長含銦、鎵、砷、鋁的二元或三元化合物。
其中與半導(dǎo)體材料直接接觸的金屬材料為金鍺鎳合金。
其中上臺面及下臺面的刻蝕不能非常垂直，要有一定的傾角。
其中對兩種響應(yīng)波長不同的探測器像素采取不同的電極引出方法，在探測器2起作用的像素中，對探測器1進(jìn)行側(cè)向短路；在探測器1起作用的像素中，對探測器2進(jìn)行側(cè)向短路。
下電極是共用電極，不必在每個像素中分別引出，而是在面陣的邊緣引出。
二次金屬為鎳金。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中圖1為雙色量子阱紅外探測器的材料生長結(jié)構(gòu)圖；圖2為上臺面刻蝕之后，像素的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為對探測器1短路之后的像素結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為器件制作完成后的像素結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
請結(jié)合參閱附圖。本發(fā)明為一種雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法。其中包括，先在整個半導(dǎo)體材料上制作光柵，器件的材料生長結(jié)構(gòu)圖如圖1。然后在整個材料上沉積金屬；刻蝕出上臺面，直到露出中間接觸層，圖2為此時的像素結(jié)構(gòu)示意圖；在探測器2起作用的像素中，生長金屬，對探測器1進(jìn)行側(cè)向短路，此時器件的像素結(jié)構(gòu)如圖3所示；下臺面的光刻及刻蝕，露出下接觸層；用帶膠剝離的方法，使在探測器1起作用的像素中，探測器2側(cè)向短路，同時引出共用的下電極；生長鈍化層，在鈍化層上光刻、腐蝕出引線孔，并用剝離的方法在引線孔中生長二次金屬，此時器件的像素結(jié)構(gòu)如圖4所示。
本發(fā)明一種雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，包括如下步驟(A)先在半導(dǎo)體材料上制作光柵并沉積金屬；
(B)上臺面光刻、刻蝕，露出中間接觸層；(C)在探測器2起作用的像素中，沉積金屬，對探測器1進(jìn)行側(cè)向短路，其中探測器2靠近襯底，探測器1在其之上；(D)下臺面的光刻及刻蝕，露出下接觸層；(E)用帶膠剝離的方法，使在探測器1起作用的像素中，探測器2側(cè)向短路，同時引出共用的下電極；(F)生長鈍化層，在鈍化層上光刻、腐蝕出引線孔，并用剝離的方法在引線孔中生長二次金屬。
權(quán)利要求
1.一種雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，其特征在于，包括如下步驟(A)先在半導(dǎo)體材料上制作光柵并沉積金屬；(B)上臺面光刻、刻蝕，露出中間接觸層；(C)在探測器2起作用的像素中，沉積金屬，對探測器1進(jìn)行側(cè)向短路，其中探測器2靠近襯底，探測器1在其之上；(D)下臺面的光刻及刻蝕，露出下接觸層；(E)用帶膠剝離的方法，使在探測器1起作用的像素中，探測器2側(cè)向短路，同時引出共用的下電極；(F)生長鈍化層，在鈍化層上光刻、腐蝕出引線孔，并用剝離的方法在引線孔中生長二次金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，其特征在于，其中所述的半導(dǎo)體材料為砷化鎵襯底上外延生長含銦、鎵、砷、鋁的二元或三元化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，其特征在于，其中與半導(dǎo)體材料直接接觸的金屬材料為金鍺鎳合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，其特征在于，其中上臺面及下臺面的刻蝕不能非常垂直，要有一定的傾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，其特征在于，其中對兩種響應(yīng)波長不同的探測器像素采取不同的電極引出方法，在探測器2起作用的像素中，對探測器1進(jìn)行側(cè)向短路；在探測器1起作用的像素中，對探測器2進(jìn)行側(cè)向短路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，其特征在于，其中下電極是共用電極，不必在每個像素中分別引出，而是在面陣的邊緣引出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，其特征在于，其中二次金屬為鎳金。
全文摘要
一種雙色量子阱紅外探測器面陣的制作方法，其中包括光柵的制作，包括光刻及刻蝕，根據(jù)實際情況可以選擇不同的光柵形狀，使用干法刻蝕或濕法腐蝕；在整個材料上沉積金屬；上臺面的光刻及刻蝕；在探測器2起作用的像素中，對探測器1進(jìn)行側(cè)向短路，該項又包括光刻、金屬的沉積，面陣中響應(yīng)波長不同的兩個像素的排列，根據(jù)實際情況可以選擇不同的方式；下臺面的光刻及刻蝕；用帶膠剝離的方法，使在探測器1起作用的像素中，探測器2側(cè)向短路，同時引出共用的下電極；生長鈍化層，在鈍化層上光刻、腐蝕出引線孔，并用剝離的方法在引線孔中生長二次金屬。
文檔編號H01L21/82GK1877869SQ200510011899
公開日2006年12月13日 申請日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月9日
發(fā)明者蘇艷梅, 種明, 趙偉 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所