[发明专利]一种测量锑化铟材料PN结深度的方法及系统

说明书

本发明提出了一种测量锑化铟材料PN结深度的方法及系统，用以简化锑化铟材料PN深度测量的工艺，降低测量成本。测量锑化铟材料PN结深度的方法，包括：将形成了PN结结构的锑化铟材料浸入腐蚀剂中腐蚀形成腐蚀坡；将腐蚀完成后的锑化铟材料放置于去离子水中清洗、吹干；将吹干后的锑化铟材料放置于阳极氧化装置中进行阳极氧化至所述腐蚀坡表面颜色不同形成两个颜色区；将氧化后的锑化铟材料放置于去离子水中清洗、吹干；根据所述腐蚀坡表面颜色的分界，分别测量腐蚀坡的第一宽度和腐蚀坡坡顶颜色分区的第二宽度；利用台阶仪测量所述腐蚀坡的高度；根据所述第一宽度、第二宽度和所述腐蚀坡的高度，确定所述PN结的深度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种方法测量锑化铟材料PN结深度的方法及系统。

背景技术

锑化铟材料作为中波红外探测器制备的主流材料，经扩散、离子注入或外延工艺后形成PN结结构，经过后期钝化、电极、倒装互连等工艺后制备成探测器芯片，杜瓦封装成探测器组件可应用于海陆空各领域，用于实现夜视、跟踪等功能。在红外探测器工艺过程中，PN结制备质量是决定探测器最终性能指标的核心，PN结的结深直接影响探测器的主要性能指标如量子效率、探测率、响应率等。

目前，针对PN结结深的测量有以下两种方案：一种可以采用专用设备二次离子质谱仪进行测试，另外一种可以采用磨角阳极氧化的方法进行测试。但是，第一种方案采用二次离子质谱仪进行测试，由于设备昂贵，国内仅数家研究单位购置有该设备，因此PN结测量存在价格昂贵、周期长、不便捷的问题；而第二种方案中采用磨角氧化的方式进行测试，涉及到器件的磨抛减薄工艺，工艺实现复杂，设计多道工艺操作、多种化学试剂的使用，工艺时间长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是简化锑化铟材料PN深度测量的工艺，降低测量成本，提供一种测量锑化铟材料PN结深度的方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供一种测量锑化铟材料PN结深度的方法，包括：

将形成了PN结结构的锑化铟材料浸入腐蚀剂中腐蚀形成腐蚀坡；

将腐蚀完成后的锑化铟材料放置于去离子水中清洗、吹干；

将吹干后的锑化铟材料放置于阳极氧化装置中进行阳极氧化至所述腐蚀坡表面颜色不同形成两个颜色区；

将氧化后的锑化铟材料放置于去离子水中清洗、吹干；

根据所述腐蚀坡表面颜色的分界，分别测量腐蚀坡的第一宽度和腐蚀坡坡顶颜色分区的第二宽度；

利用台阶仪测量所述腐蚀坡的高度；

根据所述第一宽度、第二宽度和所述腐蚀坡的高度，确定所述PN结的深度。

在一种实施方式中，在将形成了PN结结构的锑化铟材料浸入腐蚀剂中腐蚀形成腐蚀坡之前，还包括：

根据腐蚀液的腐蚀速度和PN结的预计深度范围，确定腐蚀时间；

将形成了PN结结构的锑化铟材料浸入腐蚀剂中腐蚀形成腐蚀坡，具体包括：

根据确定出的腐蚀时间，将形成了PN结结构的锑化铟材料浸入腐蚀剂中腐蚀相应时间，形成腐蚀坡。

在一种实施方式中，将形成了PN结结构的锑化铟材料浸入腐蚀剂中腐蚀相应时间，具体包括：

将所述形成了PN结结构的锑化铟材料安放在夹持夹具上，所述夹持夹具固定于机械臂装置上；

利用机械臂控制所述夹持夹具将所述锑化铟材料以预设速率匀速浸入所述腐蚀剂中腐蚀相应时间。

在一种实施方式中，根据所述第一宽度、第二宽度和所述腐蚀坡的高度，按照以下公式确定所述PN结的深度：

其中：