[发明专利]一种用于碲镉汞pn结电学性能引出的方法、探测器芯片

说明书

本申请涉及探测器芯片技术领域，公开了一种用于碲镉汞pn结电学性能引出的方法、探测器芯片，包括：在内部已制备好pn结的碲镉汞晶片表面依次形成碲化镉层和硫化锌层；在硫化锌层表面形成对应于除待形成的接触孔区域以外的区域的光刻胶；以光刻胶为掩膜，通过湿法腐蚀工艺去除掉对应于待形成的接触孔区域的硫化锌；去除光刻胶；以经湿法腐蚀工艺处理后的硫化锌层为刻蚀掩膜，通过干法刻蚀工艺刻蚀掉对应于待形成的接触孔区域的碲化镉层和部分碲镉汞材料，形成接触孔图形；通过电极沉积工艺和离子束刻蚀工艺在接触孔区域内形成金属电极。这样进行接触孔刻蚀和金属电极沉积，可以提升碲镉汞材料与金属电极之间的欧姆接触效果。

技术领域

本发明涉及探测器芯片技术领域，特别是涉及一种用于碲镉汞pn结电学性能引出的方法、探测器芯片。

背景技术

碲镉汞是一种制备红外探测器的重要材料，由于其禁带宽度可调，探测光谱范围由短波波段一直延伸到甚长波波段，其具有光电探测效率高等优势，广泛应用于预警探测、红外侦察、成像制导等军事和民事领域。探测器芯片制备是红外探测技术的核心，制备芯片的工序主要有光刻、湿化学、离子注入、钝化、电极制备以及干法刻蚀等半导体器件工艺，刻蚀和电极沉积是器件工艺中的关键环节，是红外焦平面芯片pn结电学性能引出的重要手段，碲镉汞芯片制备要求金属与半导体之间构成欧姆接触，即电阻较低，粘附性好，性能稳定。通常采用光刻工艺在芯片表面制备图形，干法刻蚀工艺刻蚀到碲镉汞层制备接触孔，用湿化学工艺去掉光刻胶后采用离子束沉积设备在芯片表面沉积金属电极，然后采用离子束刻蚀设备将不需要的金属去除从而完成探测器芯片pn结电学性能引出。

在现有碲镉汞pn结电学性能引出工艺过程中，干法刻蚀后得到的新鲜碲镉汞表面具有较强的化学活性，在湿化学去胶工艺过程中，碲镉汞表面与去胶液长时间接触并暴露在空气环境中，会出现被氧化的问题，另外，在湿法去胶过程中，光刻胶容易在刻蚀孔底面残留，以上问题均可能导致金属与碲镉汞材料之间界面处产生一个额外的寄生电阻，影响电极欧姆接触的效果。该寄生电阻导致红外探测器各像元的接触电阻产生差异，由于接触电阻存在一定的分压作用，会影响加在每个像元上的工作电压，经光电转换后像元的输出信号即会出现差异，进而导致探测器芯片的响应一致性变差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于碲镉汞pn结电学性能引出的方法、探测器芯片，可以避免碲镉汞表面氧化或杂质影响碲镉汞材料与金属电极之间的欧姆接触，提升欧姆接触效果。其具体方案如下：

一种用于碲镉汞pn结电学性能引出的方法，包括：

在碲镉汞晶片表面依次形成碲化镉层和硫化锌层；所述碲镉汞晶片的内部已制备好pn结；

在所述硫化锌层表面形成对应于除待形成的接触孔区域以外的其它区域的光刻胶；

以所述光刻胶为掩膜，通过湿法腐蚀工艺去除掉所述硫化锌层中对应于待形成的接触孔区域的硫化锌；

对所述光刻胶进行去除；

以经湿法腐蚀工艺处理后的硫化锌层为刻蚀掩膜，通过干法刻蚀工艺刻蚀掉对应于待形成的接触孔区域的碲化镉层，并刻蚀部分碲镉汞材料，形成接触孔图形；

通过电极沉积工艺和离子束刻蚀工艺在接触孔区域内形成金属电极。

优选地，在本发明实施例提供的上述用于碲镉汞pn结电学性能引出的方法中，在所述硫化锌层表面形成对应于除待形成的接触孔区域以外的其它区域的光刻胶，具体包括：

在所述硫化锌层表面形成光刻胶层；

采用具有与接触孔所在位置相对应的透光区域的掩膜版对所述光刻胶层进行曝光显影，在所述硫化锌层表面形成对应于除待形成的接触孔区域以外的其它区域的光刻胶。