InAs/GaSb超晶格探测器台面工艺研究

InAs/GaSb SLs探测器台面刻蚀常用的工艺有干法刻蚀和湿法刻蚀.研究了三种等离子刻蚀气体(Cl2基, Ar基和CH4基)对超晶格的刻蚀效果,SEM结果表明,CH4基组分能够得到更加平整的表面形貌和更少的腐蚀坑;之后采用湿法腐蚀工艺,用于消除干法刻蚀带来的刻蚀损伤,分别研究了酒石酸系和磷酸系两种腐蚀溶液的去损伤效果,结果表明,磷酸系腐蚀液的去损伤效果更好,且腐蚀速率更加稳定.采用优化的台面工艺制备了InAs/GaSb SLs探测器,其I-V特性曲线表明二极管具有较低的暗电流,其77 K时动态阻抗R0A =1.98104 cm2.     

InAs/GaSb超晶格探测器台面工艺研究

InAs/GaSb SLs探测器台面刻蚀常用的工艺有干法刻蚀和湿法刻蚀。研究了三种等离子刻蚀气体(Cl2基, Ar基和CH4基)对超晶格的刻蚀效果,SEM结果表明,CH4基组分能够得到更加平整的表面形貌和更少的腐蚀坑;之后采用湿法腐蚀工艺,用于消除干法刻蚀带来的刻蚀损伤,分别研究了酒石酸系和磷酸系两种腐蚀溶液的去损伤效果,结果表明,磷酸系腐蚀液的去损伤效果更好,且腐蚀速率更加稳定。采用优化的台面工艺制备了InAs/GaSb SLs探测器,其I- V特性曲线表明二极管具有较低的暗电流,其77 K时动态阻抗R0A =1.98×104Ωcm2。     

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格材料台面腐蚀

研究了InAs/GaSbⅡ类超晶格的几种台面腐蚀方法.实验所用的InAs/GaSbⅡ类超晶格材料是使用分子束外延设备生长的,材料采用PIN结构,单层结构为8 ML InAs/8 ML GaSb.腐蚀方法分为干法刻蚀和湿法腐蚀两大类.干法刻蚀使用不同的刻蚀气氛,包括甲基、氯基和氩气;湿法化学腐蚀采用了磷酸系和酒石酸酸系的腐蚀液.腐蚀后的材料台阶高度是使用α台阶仪测量,表面形貌通过晶相显微镜和扫描电镜表征.经过对比研究认为,干法刻蚀中甲基气氛刻蚀后的台面平整,侧壁光滑,侧壁角度为约80度,台阶深度易控制,适合深台阶材料制作.湿法腐蚀中磷酸系腐蚀效果好,台面平整,下切小,表面无残留,适用于焦平面红外器件制作工艺.     

InAs基InAs/Ga(As)Sb Ⅱ类超晶格长波红外探测器湿法腐蚀研究（英文）

开展了InAs基InAs/Ga(As)SbⅡ类超晶格长波红外探测器的湿法腐蚀工艺研究.选择的腐蚀液由柠檬酸、磷酸和过氧化氢组成,先后在InAs、GaSb体材料和InAs/Ga(As)SbⅡ类超晶格上进行了湿法腐蚀实验,分别获得了其最佳的腐蚀液组分及配比.使用优化的磷酸系腐蚀液对InAs/Ga(As)SbⅡ类超晶格进行腐蚀,获得的腐蚀表面粗糙度仅为1 nm.然后使用改进的工艺制备了50%截止波长为12μm的超晶格长波单元器件,实验结果表明磷酸系腐蚀液可以获得低暗电流密度的InAs基InAs/Ga(As)SbⅡ类超晶格长波红外探测器.另外,在81 K下,该探测器的表面电阻率(ρ_(Surface))为4.4×10~3Ωcm.     

InAs/GaSb超晶格红外探测器台面湿法腐蚀研究

研究了不同腐蚀体系对InAs/GaSb超晶格材料台面的刻蚀,并从中选择了由氢氟酸、酒石酸和双氧水构成的酒石酸腐蚀体系。该体系较适合InAs/GaSb超晶格材料的刻蚀,刻蚀速率稳定,下切效应小。进一步研究发现当HF达到一定浓度后不再影响刻蚀速度;在较低的酒石酸和双氧水浓度下,刻蚀速度是由氧化过程控制,且反应速度和双氧水的浓度成正比。腐蚀液配比为酒石酸(3.5g)∶H2O2(4mL)∶HF(1mL)∶H2O(400mL),刻蚀速度约为0.5μm/min。     

InAs基InAs/Ga（As）Sb II类超晶格长波红外探测器湿法腐蚀研究

开展了InAs基InAs/Ga（As）Sb II类超晶格长波红外探测器的湿法腐蚀工艺研究.选择的腐蚀液由柠檬酸、磷酸和过氧化氢组成,先后在InAs、GaSb体材料和InAs/Ga（As）Sb II类超晶格上进行了湿法腐蚀实验,分别获得了其最佳的腐蚀液组分及配比.使用优化的磷酸系腐蚀液对InAs/Ga（As）Sb II类超晶格进行腐蚀,获得的腐蚀表面粗糙度仅为1 nm.然后使用改进的工艺制备了50 ％截止波长为12 μm的超晶格长波单元器件,实验结果表明磷酸系腐蚀液可以获得低暗电流密度的InAs基InAs/Ga（As）Sb II类超晶格长波红外探测器.另外,在81 K下,该探测器的表面电阻率（ρ_Surface）为4.4 × 10³ Ωcm.     

InAs/GaSb二类超晶格材料湿法腐蚀工艺研究

研究了不同腐蚀溶液体系下铟砷镓锑(InAs/GaSb)二类超晶格材料的湿法腐蚀工艺。根据腐蚀效果选择了由柠檬酸(C6H8O7)、磷酸(H3PO4)、过氧化氢(H2O2)构成的混合腐蚀液。这种腐蚀液对InAs/GaSb材料腐蚀速率稳定,腐蚀后表面光滑,且下切效应小。同时,研究了该成分腐蚀液不同腐蚀液温度、浓度和各成分配比等条件对InAs/GaSb材料腐蚀速率,形貌和钻蚀情况的影响。根据实验结果配制了体积比为1∶1∶1∶40的柠檬酸(50%):磷酸(85%):过氧化氢(31%):水的腐蚀溶液,室温(20 ℃)下腐蚀速率约为9.48 nm/s。     

InAs/GaSb台面结型器件制备工艺技术研究

随着红外探测技术的不断进步,第三代红外探测器的发展需求日渐明晰。由于带间跃迁工作原理、暗电流抑制效应以及成熟的材料制备技术基础等因素,InAs/GaSb超晶格材料已经成为了第三代红外焦平面探测器的首选制备材料。基于InAs/GaSb超晶格材料的台面结型焦平面器件制备方法主要包括湿法腐蚀技术、干法刻蚀技术以及干湿法结合技术。从文献调研结果来看,湿法腐蚀技术和干法刻蚀技术各有优缺点。湿法腐蚀技术适用于单元以及少像元面阵的制备,其中磷酸系腐蚀液的腐蚀效果最佳;干法刻蚀技术适用于大面阵、小尺寸焦平面阵列的制备,几种氯基刻蚀气体体系以及氯基与甲烷基组合的刻蚀气体体系都表现出了不错的刻蚀效果;干湿法结合技术在干法刻蚀后引入湿法腐蚀工艺以进一步消除刻蚀损伤,从而提高器件性能。对以上三种技术方案进行了介绍和分析。     

Pyrex7740玻璃深刻蚀研究

研究了以TiW/Au为掩膜,在氢氟酸以及氢氟酸加硝酸溶液中Pyrex7740玻璃的湿法深刻蚀现象。实验发现,在氢氟酸中玻璃的刻蚀速率随溶液温度及浓度的升高而升高,室温下纵/横向侧蚀比最小。在氢氟酸中加入少量硝酸后可以提高其刻蚀速率,当硝酸含量为10%时,刻蚀速率可以提高两倍左右。利用上述结果,实现了用一层TiW/Au掩膜制作多种不同深度的玻璃坑槽结构,为玻璃上不同深度沟道制作提供了一种新的方法。     

硅基微结构制作及其在微分析芯片上的应用

基于一种新的湿法刻蚀条件和新型的凸角补偿结构,以KOH溶液为腐蚀液,对单晶(100)Si材料进行了湿法刻蚀,获得了表面平整和凸角完整的刻蚀结果,制作了用于微模塑工艺的硅基阳模,并成功地用于聚甲基乙烯基硅氧烷微分析芯片的制作上.     

Indirect Wafer Bonding and Epitaxial Transfer of GaSb-Based Materials

Results from a study of indirect wafer bonding and epitaxial transfer of GaSb-based materials are presented. Benzocyclobutene (BCB) was used as a bonding agent to bond GaSb and epitaxial structures lattice matched to GaSb onto Si, GaAs, and sapphire carrier substrates. To better understand sources of stress during the bonding process, which can result in cracking and subsurface damage of the GaSb-based materials, BCB’s hardness and reduced elastic modulus were measured at various stages during the curing process. Based on the results of curing experiments, a bonding and epitaxial transfer process for GaSb-based materials was then developed. Following bonding, using an experimentally determined low-stress cure cycle, GaSb substrates were removed from epitaxial layers of InAsSb using a combination of mechanical thinning and polishing followed by selective chemical etching using a hydrofluoric and chromic acid solution. Etch selectivity data are also presented where selectivity greater than 100:1 is achieved for GaSb:InAsSb.     

Epitaxial lift-off of thin InAs layers

We describe the use of the epitaxial lift-off technique to remove thin layers of InAs from the GaAs substrates on which they were grown and subsequently bonded to glass and silicon substrates. Lift-off was accomplished by taking advantage of the high etching selectivity between AlSb and InAs in an aqueous hydrofluoric acid etching solution, allowing a thin layer of AlSb to serve a sacrificial layer to facilitate the lift-off of the InAs. The InAs layers were transferred with little measurable effect on the electrical and structural properties of the films, as evidenced by Hall effect and x-ray measurements. The technique can easily be extended to transfer more-complex GaSb/AlSb/InAs structures.     

Strained InGaAs/GaAs quantum well constricted-mesa lasers andapplication in a vertical-twin-guide tunable laser

Constricted-mesa semiconductor lasers containing a strained-layer InGaAs single-quantum-well-separate-confinement-heterostructure have been demonstrated. Very high etching selectivity between Al_xGa_1-xAs (x=0.9) and Al_xGa _1-xAs (x=<0.6) was achieved using diluted hydrofluoric acid to create a deeply undercut current confinement region, which enables a side contact for current injection. A process combining a self-aligned reactive ion etch and the undercut wet chemical etch has been developed for implementing a vertical twin-guide three-electrode tunable laser structure. Low-threshold currents for both single-guide devices with centered top contacts (5.2 mA) and twin-guide ones with side contacts (6.5 mA) were obtained     

玻璃后盖对有机电致发光器件封装性能的影响

实验采用玻璃湿法腐蚀凹槽制备了用于有机电致发光器件封装的玻璃后盖,并分析了氢氟酸浓度、温度、超声和反应物对玻璃刻蚀厚度和玻璃表面平整度的影响,得到了一种简单制备玻璃盖的工艺方法:在氢氟酸浓度为40%,在超声波清洗器中进行玻璃的腐蚀,腐蚀时间为15min,在腐蚀过程中间隔一定时间冲洗反应物后可以得到厚度为0.177mm,表面平整的玻璃封装盖,符合有机电致发光器件的封装要求。使用此方法制备的封装盖在氮气环境下将有机电致发光器件进行封装,可以减缓器件亮度的衰减。     

凸点下金属层湿法刻蚀与凸点底切的控制

介绍了电镀凸点封装工艺流程和其中有关金属层湿化学刻蚀的问题.通过槽式批量和单片机刻蚀相应的UBM(凸点下金属层)的均匀度、刻蚀速率和凸点底切的对比,结果显示单片湿法刻蚀机刻蚀均匀度小于5%且片与片之间刻蚀速率差异小于2%,以及凸点底切小于2μm.槽式刻蚀均匀度较差,一般会大于20%,同时同一批次片与片之间刻蚀速率差异也较大,实验显示超过10%,且刻蚀后凸点底切较深.因此采用单片机进行UBM金属刻蚀可以较好的控制刻蚀过程和提高产品的良率.     

阳极铝箔交流腐蚀发孔对比容的影响

采用５０Ｈｚ交流电腐蚀发孔和进一步腐蚀阳极铝箔，在腐蚀箔表面形成透明钝化型腐蚀膜且蚀孔孔径较大。在交流电腐蚀过程中不产生发黑、掉粉和减薄现象。另外，该工艺对盐酸浓度和硫酸添加剂浓度的适应范围很宽。     

反应离子刻蚀PMMA的各向异性刻蚀研究

研究目的是优化Ni掩膜PMMA RIE的刻蚀参数，在氧刻蚀气体中加入表面钝化性气体CHF3，以较快的刻蚀速率获得垂直的侧壁和最小的掩模钻蚀。采用平行板结构的反应离子刻蚀机刻蚀，研究了刻蚀气压，CHF3/O2比率和刻蚀温度对垂直、侧向刻蚀速率和PMMA微结构形貌的影响。试验表明：当CHF3含量大于50%或O2工作气压较低时，会显著影响RV/RL比，当RV/RL比大于8时，试样呈现出完全各向异性刻蚀。