[发明专利]一种转移印刷集成的顶入射InGaAs探测器的制备方法

权利要求书

1.一种转移印刷集成的顶入射InGaAs探测器的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤1：在半绝缘InP衬底的预设的区域上依次沉积InGaAs牺牲层，InP腐蚀停止层，n型接触InGaAs层，n型InP层，i型InGaAs层，p型InP层及p型接触InGaAs层，从而在半绝缘InP衬底上形成外延薄膜；

步骤2：在半绝缘InP衬底的外延薄膜上依次采用光刻工艺，金属沉积和湿法腐蚀，从而制作得到带有P区台面，I区台面和N区台面的InGaAs探测器；并在半绝缘InP衬底上预留十字对准标记；将此时的结构记为S1；

步骤3：在探测器的表面包裹一层SiNx薄膜，所述x为N离子和Si离子的比例；

步骤4：腐蚀InGaAs牺牲层，从而使得SiNx薄膜支撑InGaAs探测器；

步骤5：基于S1俯视图制作带有十字对准标记的聚二甲基硅氧烷的预聚物印章；

步骤6：制作表面与结构S1俯视图相同的带有预固化苯并环丁烯的硅衬底；

步骤7：将步骤5中的聚二甲基硅氧烷的预聚物印章通过十字对准标记缓慢压在SiNx薄膜的顶面，并迅速抬起，从而将探测器从半绝缘InP衬底粘起，并转移至印章表面；

步骤8：通过十字对准标记将探测器缓慢压在步骤6中硅衬底表面的相应位置，待探测器底部与目标衬底表面完全接触后，将聚二甲基硅氧烷的预聚物印章抬起，从而实现探测器上SiNx薄膜与聚二甲基硅氧烷的预聚物印章之间的分离和探测器向硅衬底的印制；

步骤9：将步骤8所得到的结构置于烘箱中烘烤，实现苯并环丁烯的完全固化，从而得到顶入射InGaAs探测器。

2.根据权利要求1所述的一种转移印刷集成的顶入射InGaAs探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体为：

步骤2.1：采用紫外光刻在p型接触InGaAs层形成掩膜，基于光刻的图案，在掩膜上沉积一层金属，采用磷酸-双氧水腐蚀液腐蚀除金属区域以外的p型接触InGaAs层，再采用磷酸-盐酸腐蚀液腐蚀除金属区域以外的p型InP层；从而得到探测器的P区台面，并暴露出p型InP层下的i型InGaAs层；

步骤2.2：在暴露出的i型InGaAs层进行紫外光刻，并采用磷酸-双氧水腐蚀液腐蚀i型InGaAs层的未曝光区域，从而暴露出i型InGaAs层下的n型InP层，并采用磷酸-盐酸腐蚀液腐蚀n型InP层，从而得到探测器的I区台面，并暴露出n型InP层下的n型InGaAs层；

步骤2.3：在暴露出的n型InGaAs层进行紫外光刻，基于光刻的图案，在掩膜上沉积一层金属，并采用磷酸-双氧水腐蚀液腐蚀n型InGaAs层上除金属以外的区域，从而暴露出n型InGaAs层下的InP腐蚀停止层,再采用磷酸-盐酸腐蚀液腐蚀InP腐蚀停止层,最后采用磷酸-双氧水腐蚀液腐蚀部分InGaAs牺牲层，从而得到探测器的N区台面。

3.根据权利要求1所述的一种转移印刷集成的顶入射InGaAs探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤3具体为：采用等离子体增强沉积法在探测器表面沉积一层SiNx薄膜，再依次通过紫外光刻及SF₆气体干法刻蚀将探测器表面沉积的SiNx薄膜包裹在探测器表面。

4.根据权利要求1所述的一种转移印刷集成的顶入射InGaAs探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤4中采用FeCl₃：6H2O固体与水组成的腐蚀液腐蚀InGaAs牺牲层；所述FeCl₃：6H2O固体与水的比例为1克：3毫升。

5.根据权利要求1所述的一种转移印刷集成的顶入射InGaAs探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤5具体为：基于结构S1的俯视图对硅片进行紫外光刻形成光刻掩膜，将聚二甲基硅氧烷的预聚物与交联剂按比例进行充分搅拌混合，将搅拌均匀的聚二甲基硅氧烷涂覆在光刻掩膜上，并在室温环境下静置，从而实现印章高分子的充分固化，待印章固化完成后，将印章从硅片上剥离形成聚二甲基硅氧烷的预聚物印章。