专利名称：红外双色碲镉汞探测器台面钝化方法
技术领域：
本发明涉及双色碲镉汞红外探测器技术领域，尤其涉及一种红外双色碲镉 汞探测器台面钝化方法。
背景技术：
双色碲镉汞红外探测器可以同时探测两个波段的信号，有利于更准确判断
追踪目标，而钝化技术是研发双色^:测器的关键技术之一 。好的表面钝化工艺 可以减少碲镉汞表面损伤，决定碲镉汞器件表面的界面态，降低器件表面漏电 流。而表面漏电流占碲镉汞反向饱和电流的主要部分。致密、高阻的钝化层， 可以很好的降低碲镉汞器件表面复合速度和1/f噪声效应，提高探测器动态电阻 和反向击穿电压，大大改善器件性能。
对于双色碲镉汞探测器件来说，不仅要解决平面单色器件(即探测器的芯 片)中的表面漏电流问题，而且还存在经过深台面刻蚀后的棵露的碲镉汞台面 侧壁会产生大量的表面缺陷，侧面产生-复合电流是双色器件漏电流是一个最
重要的因素，从而降低器件性能。碲镉汞材料中Hg-Te健非常容易断裂，在深 干法刻蚀出台面后，会因为干法刻蚀工艺中的离子轰击造成大量的Hg-Te键断 裂，从而产生不稳定的Hg原子和Hg空位，产生一定的物理损伤。生长高质量 的钝化膜层可以保护棵露出来的碲镉汞台面侧壁，适当的钝化工艺可以改善器 件台面侧壁漏电流情况。其工艺难点是清洗时侧面与表面结合处很容易受到 擦拭力造成表面钝化层被掀起，从而造成表面钝化层大面积脱落，台面侧向的钝化层生长由于受阴影效应的影响，极易造成厚度及结构的不均匀，影响钝化 层质量，特别是侧壁与表面结合处由于膜层太薄容易出现断裂现象，从而造成 碲镉汞表面棵露，产生较大的表面漏电流。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种红外双色碲镉汞探测器台面钝化方 法，用以解决现有技术中存在的钝化工艺效果差的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的 本发明提供了 一种红外双色碲镉汞探测器台面钝化方法，包括 步骤A:对双色碲镉汞探测器的芯片台面棵露的碲镉汞进行腐蚀，消除物 理损伤薄膜，去除表面硫化锌膜层；
进一步地，所述步骤A具体包括
将碲双色碲镉汞探测器的芯片台面表面用光刻胶保护，利用溴曱醇对侧壁 和底面棵露的碲镉汞进行腐蚀，消除物理损伤膜层；
去除光刻胶，利用盐酸腐蚀表面硫化锌膜层，脱水吹干。 进一步地，所述步骤B具体包括
缩小芯片样品和革巴材的靶间距离到预定把间距离值，并将吹干的芯片样品 固定在样品盘上；
对真空腔室进行抽真空处理，使其达到磁控溅射设备预定的本底真空值； 通过气路向真空腔室中充入氩气，调节变通处于半开状态，加大賊射气压， 使得真空腔室中的气体压力达到预定濺射气压值；
通过先后两次选取射频电源的功率，生长碲镉层和硫化锌膜层其中，所述预定靶间距离值为70mm,所述预定溅射气压值为1.5pa。 本发明有益效果如下
本发明采用光刻胶保护台面正面，利用溴曱醇腐蚀侧壁和底面，结合磁控 '减射方法，加大样品与靶材之间距离，加大溅射气压，生长CdTe/ZnS复合钝化 膜层，很好地解决双色碲镉汞探测器台面钝化技术问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明 书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可 通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获
3曰付。
图1为磁控溅射设备的结构示意图2为本发明实施例所述方法的流程示意图3为本发明实施例中，缩短靶材与样品之间距离增大被溅射粒子进入台 阶的入射角度示意图。
具体实施例方式
本发明在碲镉汞平面单色钝化工艺的基础上，选择磁控溅射设备，结合优 化的台面湿化学预处理工艺，对溅射压力和靶间距离等关键参数进行系统优化， 最终获得良好的表侧面钝化效果。
下面结合附图来具体描述本发明的优先实施例，其中，附图构成本申请一 部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的， 当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。
为了便于理解本发明实施例，首先对本发明实施例涉及到的磁控溅射设备 进行简要说明。
如图l所示，图1为磁控溅射设备的结构示意图，具体包括样品盘l、气 路2、变通3、射频电源4、匹配盒5、靶材6、观察窗7和真空腔室8，其中， 样品盘1用来放置芯片样品的，气路2是通气体的，变通3用来调节气体流量， 射频电源4用来产生射频，匹配盒5用来调节射频的功率，靶材6是被溅射的 目标材料，观察窗7用来观察辉光状况，真空腔室8用来提供生长需要的高真 空环境。
下面结合附图对本发明实施例所述方法进行详细说明。
如图2所示，图2为本发明实施例所述方法的流程示意图，以碲镉汞台面 样品作为实施例，具体可以包括以下步骤
步骤201:钝化前预处理；具体的说就是，将芯片样品的碲镉汞台面表面用 光刻胶保护，利用0.5%溴曱醇腐蚀10秒 50秒，对侧壁和底面棵露的HgCdTe 进行腐蚀，消除物理损伤膜层1 ~3微米；然后去除光刻胶，利用70%盐酸腐蚀 表面ZnS膜层5秒 20秒，脱水吹干。
步骤202:耙间距调节；具体的说就是，样品盘1与靶材6的间距在50mm~ 120mm调节，例如，间距为70mm。如图3所示，图3为缩短靶材与样品之间 距离增大被溅射粒子(CdTe/ZnS粒子团)进入台阶的入射角度示意图，
Sl = ar收丄62 = M难丄
W， S/z2，由于W;^2，所以別"2。
步骤203:样品装片；具体的说就是，将吹干的芯片样品固定在样品盘1上， 然后抽真空，真空腔室8达到设备预定的本底真空值(真空度高于5E-5Pa)。
6步骤204:开始钝化处理；具体的说就是，工艺气体选用Ar气，通过气路 2流量约为10-80Sccm，选取较大气压，调节变通3处于半开状态，使得真空 腔室8中气体溅射压力达到为1 ~ 1.5Pa，例如，溅射压力为1.5pa;射频电源4 先选取50-200W,生长1000 ~ 5000A的CdTe层；射频电源4选取100 ~ 300W， 生长1000 ~ 5000A的ZnS膜层。
步骤205:通过观察窗7观察生长情况，当生长达到要求时，取出芯片样品。
综上所述，本发明实施例提供了 一种红外双色碲镉汞探测器台面钝化方法， 采用光刻胶保护台面正面，利用溴曱醇腐蚀侧壁和底面，结合磁控溅射方法， 加大样品与耙材之间距离，加大溅射气压，生长CdTe/ZnS复合钝化膜层，解决 双色碲镉汞探测器台面钝化技术问题。目前磁控溅射钝化工艺已经突破到侧表 厚度比达到80%,台阶覆盖良好，对于降低表侧面复合速率，获得高的ROA， 提高整体器件性能。
双色台面探测器需要对侧壁和底面棵露的HgCdTe进行腐蚀，消除物理损伤 膜层，同时不希望腐蚀掉正面的CdTe膜层，然后去除表面ZNS膜层，在此基 础上进行复合膜层生长。溴曱醇对碲镉汞有较好的腐蚀作用，也能对ZnS膜层 发生一定反应，用光刻胶保护表面，利用溴曱醇腐蚀碲镉汞表面损伤层，达到 较好的损伤膜层去除效果；盐酸对ZnS膜层有较好的腐蚀作用，且不会对碲镉 汞以及CdTe膜层产生腐蚀，利用盐酸腐蚀ZnS膜层可以达到正面与侧面处于同 样的待钝化状态。
磁控賊射方式与一般的镀膜方式相比，具有高速、低温、低损伤的特点， 并且沉积速率快，工艺过程中基片温升低，对膜层的损伤小，适合棵露的碲镉汞 表面钝化。CdTe/ZnS复合膜层既能保证与碲镉汞表面晶格匹配，也能保证钝化绝缘效果，适合棵露的碲镉汞表面钝化。提高贼射压力可以增加被賊射粒子与
氩离子撞击后形成散射，改善生长膜层方向性；缩短靶材与样品之间距离可以增大被'戚射粒子进入台阶的入射角度，通过以上技术解决台面侧向钝化层受阴影效应的影响，产生的厚度不均匀问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1、一种红外双色碲镉汞探测器台面钝化方法，其特征在于，包括步骤A对双色碲镉汞探测器的芯片台面裸露的碲镉汞进行腐蚀，消除物理损伤薄膜，去除表面硫化锌膜层；步骤B利用磁控溅射设备对经过步骤A处理后的芯片台面进行钝化处理。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括 将碲双色碲镉汞探测器的芯片台面表面用光刻胶保护，利用溴曱醇对侧壁和底面棵露的碲镉汞进行腐蚀，消除物理损伤膜层；去除光刻胶，利用盐酸腐蚀表面硫化锌膜层，脱水吹干。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括 缩小芯片样品和靶材的靶间距离到预定靶间距离值，并将吹干的芯片样品固定在样品盘上；对真空腔室进行抽真空处理，使其达到磁控溅射设备预定的本底真空值； 通过气路向真空腔室中充入氩气，调节变通处于半开状态，加大溅射气压， 使得真空腔室中的气体压力达到预定溅射气压值；通过先后两次选取射频电源的功率，生长碲镉层和硫化锌膜层。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定靶间距离值为70mm。
5、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定溅射气压值为1.5pa。
全文摘要
本发明公开了一种红外双色碲镉汞探测器台面钝化方法，包括步骤A对双色碲镉汞探测器的芯片台面裸露的碲镉汞进行腐蚀，消除物理损伤薄膜，去除表面硫化锌膜层；步骤B利用磁控溅射设备对经过步骤A处理后的芯片台面进行钝化处理；本发明在碲镉汞平面单色钝化工艺的基础上，选择磁控溅射设备，结合优化的台面湿化学预处理工艺，对溅射压力和靶间距离等关键参数进行系统优化，最终获得良好的表侧面钝化效果。
文档编号H01L31/18GK101640231SQ200910092189
公开日2010年2月3日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者浩 孙, 敏 张, 朱西安, 王成刚 申请人:中国电子科技集团公司第十一研究所