[發明專利]臺面式砷化鎵摻硅阻擋雜質帶太赫茲探測器及其制作方法有效

申請號：	201710338696.2	申請日：	2017-05-12
公開（公告）號：	CN107195701B	公開（公告）日：	2019-09-17
發明（設計）人：	王兵兵;王曉東;陳雨璐;尚競成;張傳勝;周德亮;侯麗偉;謝巍;俞旭輝;袁毅	申請（專利權）人：	中國電子科技集團公司第五十研究所
主分類號：	H01L31/0224	分類號：	H01L31/0224;H01L31/08;H01L31/18
代理公司：	上海漢聲知識產權代理有限公司 31236	代理人：	郭國中
地址：	200063 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	臺面式砷化鎵摻硅阻擋雜質赫茲探測器及其制作方法
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【權利要求書】：

1.一種臺面式砷化鎵摻硅阻擋雜質帶太赫茲探測器，其特征在于，包括高導砷化鎵襯底，所述高導砷化鎵襯底上包括環形區域和臺面結構區域，所述臺面結構區域設置在環形區域中間；所述環形區域的高導砷化鎵襯底上、環形區域與臺面結構區域連接形成的環形側面均設置氮化硅鈍化層，所述臺面結構區域的高導砷化鎵襯底上從下到上依次設置砷化鎵摻硅吸收層、高純砷化鎵阻擋層、正電極接觸層和氮化硅鈍化層；所述環形區域內設置有環形負電極，臺面結構區域的表面設置有圓形正電極；

所述砷化鎵摻硅吸收層中硅離子的摻雜濃度為5×10¹⁵～1×10¹⁷cm^-3，砷化鎵摻硅吸收層的厚度為30～40μm；

所述高純砷化鎵阻擋層的厚度為6～12μm；

所述環形負電極與高導砷化鎵襯底連接，所述圓形正電極與正電極接觸層連接；

所述氮化硅鈍化層的厚度為200nm。

2.一種根據權利要求1所述的臺面式砷化鎵摻硅阻擋雜質帶太赫茲探測器的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在高導砷化鎵襯底上生長砷化鎵摻硅吸收層；

S2、在所述砷化鎵摻硅吸收層上生長高純砷化鎵阻擋層；

S3、在所述高純砷化鎵阻擋層上形成正電極接觸層；

S4、從所述正電極接觸層往所述高導砷化鎵襯底刻蝕，直至刻蝕露出高導砷化鎵襯底，刻蝕區域形成環形區域，未刻蝕區域形成臺面結構區域；

S5、在經步驟S4所得結構的表面均沉積氮化硅鈍化層；

S6、在所述氮化硅鈍化層上刻蝕開正、負電極孔，所述正電極孔位于臺面結構區域，所述負電極孔位于環形區域；

S7、在所述正、負電極孔上蒸鍍正、負電極，然后封裝，即可。

3.根據權利要求2所述的臺面式砷化鎵摻硅阻擋雜質帶太赫茲探測器的制作方法，其特征在于，步驟S1中，所述砷化鎵摻硅吸收層的生長方法為金屬有機化合物化學氣相沉積法；步驟S2中，所述高純砷化鎵阻擋層的生長方法為液相外延法；步驟S5中，所述氮化硅鈍化層的生長方法為等離子體增強化學氣相沉積法；步驟S6中，所述刻蝕方法為反應離子刻蝕法，刻蝕深度為200nm。

4.根據權利要求2所述的臺面式砷化鎵摻硅阻擋雜質帶太赫茲探測器的制作方法，其特征在于，步驟S3中，通過光刻、離子注入及快速熱退火工藝形成正電極接觸層；所述離子注入步驟中，注入離子為硅離子，注入能量為60～80keV，注入劑量為3～8×10¹⁴cm^-2；所述快速熱退火步驟中，保護氣氛為氮氣，退火溫度為800℃，退火保持時間為10秒。

5.根據權利要求2所述的臺面式砷化鎵摻硅阻擋雜質帶太赫茲探測器的制作方法，其特征在于，步驟S4中，所述刻蝕方法為感應耦合等離子體刻蝕法；刻蝕溫度20℃，壓強10毫托，刻蝕氣體Cl₂流量為80SCCM，刻蝕氣體BCl₃流量為80SCCM，等離子體源功率為1000W，偏壓功率為150W，刻蝕深度為36～52μm。

6.根據權利要求2所述的臺面式砷化鎵摻硅阻擋雜質帶太赫茲探測器的制作方法，其特征在于，步驟S7中，所述蒸鍍正、負電極的方法具體為：在正、負電極孔上從下到上依次蒸鍍鎳(Ni)、金鍺(AuGe)合金、鎳(Ni)和金(Au)金屬膜，蒸鍍厚度分別為20nm、50nm、20nm和150nm。

7.根據權利要求2或6所述的臺面式砷化鎵摻硅阻擋雜質帶太赫茲探測器的制作方法，其特征在于，

步驟S7中還包括對蒸鍍后的正、負電極再進行蒸鍍加厚，具體方法為：從下到上依次蒸鍍鎳和金金屬膜，蒸鍍鎳的厚度為25nm、蒸鍍金的厚度為300nm；

步驟S7中，所述封裝方法具體包括以下步驟：采用砂輪劃片法將器件分割，采用低溫絕緣膠將分割后的器件與熱沉基板粘接在一起，然后采用金絲球焊法接入正、負電極引線。

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