CN105870243B - 一种红外光敏二极管及其制备方法 - Google Patents
一种红外光敏二极管及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105870243B CN105870243B CN201610303707.9A CN201610303707A CN105870243B CN 105870243 B CN105870243 B CN 105870243B CN 201610303707 A CN201610303707 A CN 201610303707A CN 105870243 B CN105870243 B CN 105870243B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- film layer
- ceramic fiber
- passivation protection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 47
- 230000004224 protection Effects 0.000 claims abstract description 46
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N cadmium;mercury;tellurium Chemical compound [Cd]=[Te]=[Hg] MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 22
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 16
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims description 14
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 11
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 8
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 5
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JGDITNMASUZKPW-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.Cl[Al](Cl)Cl JGDITNMASUZKPW-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims description 2
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims 64
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910019974 CrSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HAYXDMNJJFVXCI-UHFFFAOYSA-N arsenic(5+) Chemical compound [As+5] HAYXDMNJJFVXCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 boron ion Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 229910003158 γ-Al2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
- H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种红外光敏二极管，包括：硅衬底、第一陶瓷纤维层、第一电阻薄膜层、硫化锌层、碲镉汞层、第二电阻薄膜层、第二陶瓷纤维层、第一钝化保护层、第一电极、第二电极。第一电极的电极连接部依次穿过所述第一钝化保护层、所述第二陶瓷纤维层、所述碲镉汞层、所述硫化锌层与所述第一电阻薄膜层连接，所述第二电极的电极连接部依次穿过所述第一钝化保护层、所述第二陶瓷纤维层与所述第二电阻薄膜层连接。本发明的红外光敏二极管的制备方法结合了传统硅基技术上的大规模集成电路制造、以及先进的红外探测器原理，该红外二极管集成度高、加工成本低、稳定性好、工艺可靠性好。
Description
技术领域：
本发明属于电子元器件技术领域，具体是涉及一种红外光敏二极管及其制备方法。
背景技术：
光敏二极管(Photodiode)又叫光电二极管，是一种能够将光根据使用方式转换为电流或者电压信号的光探测器。其管芯常使用一个具有光敏特征的PN结，对光的变化非常敏感，具有单向导电性，而且光强不同的时候会改变电学特性，因此，可以利用光照强弱来改变电路中的电流。光敏二极管与常规的半导体二极管基本相似，只是光敏二极管可以直接暴露在光源附近或通过透明小窗、光导纤维封装，以接收光线照射，实现光电转换。光敏二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大。
现有的光敏二极管主要采用硅等半导体材料作为衬底，然后在衬底上依次设置多层光敏材料和导电材料，但是，现有的光敏二极管通常是在可见光或近红外光波段作探测使用。碲镉汞(HgCdTe)红外探测器其相应波段在5～10um，探测率可达1*109cmHz1/2W-1，响应速度快(ns级)，稳定性好，加工成本低，工艺可靠性好，最大特点是可以进行长波红外探测，其在单独器件方面得到了较好的应用，但是在硅基的大规模集成电路上红外光敏二极管的应用少见。
发明内容：
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的光敏二极管通常是在可见光或近红外光波段作探测使用，从而提出了一种红外光敏二极管及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种红外光敏二极管，包括：硅衬底、第一陶瓷纤维层、第一电阻薄膜层、硫化锌层、碲镉汞层、第二电阻薄膜层、第二陶瓷纤维层、第一钝化保护层、第一电极、第二电极。
所述第一陶瓷纤维层设置在所述硅衬底的表面，所述第一陶瓷纤维层的表面并列设置有所述第一电阻薄膜层和所述硫化锌层，所述硫化锌层的表面设置有所述碲镉汞层，所述碲镉汞层的表面并列设置有所述第二陶瓷纤维层和所述第二电阻薄膜层，所述第二陶瓷纤维层的上方设置有所述第一钝化保护层，所述第一电极的电极连接部依次穿过所述第一钝化保护层、所述第二陶瓷纤维层、所述碲镉汞层、所述硫化锌层与所述第一电阻薄膜层连接，所述第二电极的电极连接部依次穿过所述第一钝化保护层、所述第二陶瓷纤维层与所述第二电阻薄膜层连接，所述第一电极的电极连接部和所述第二电极的电极连接部外部均包覆有竖直方向的第二钝化保护层。
作为上述技术方案的优选，所述第一钝化保护层和所述第二钝化保护层为氧化硅薄膜层或氮化硅薄膜层或氮氧化硅薄膜层。
一种红外光敏二极管制备方法，包括如下步骤：
S1：在硅衬底的表面旋涂凝胶可织性溶胶，高温煅烧所述凝胶可织性溶胶形成第一陶瓷纤维层。
S2：在所述第一陶瓷纤维层的表面沉积电阻薄膜层，在所述电阻薄膜层的上方旋涂第一光刻胶，干法刻蚀获取第一电阻薄膜层，去除残留光刻胶。
S3：在所述第一电阻薄膜层的表面和所述第一陶瓷纤维层的表面制备硫化锌层，在所述硫化锌层的表面制备碲镉汞层。
S4：在所述碲镉汞层的表面沉积电阻薄膜层，在所述电阻薄膜层的上方旋涂第二光刻胶，干法刻蚀获取第二电阻薄膜层，去除残留光刻胶。
S5：在所述第二电阻薄膜层的表面和所述碲镉汞层表面旋涂凝胶可织性溶胶，高温煅烧所述凝胶可织性溶胶形成第二陶瓷纤维层。
S6：在所述第二陶瓷纤维层的表面沉积第一钝化保护层，在所述第一钝化保护层的上方旋涂第三光刻胶，干法刻蚀通孔停止在所述第一电阻薄膜层和所述第二电阻薄膜层，形成第一通孔和第二通孔。
S7：在所述第一通孔的表面、所述第二通孔的表面和所述第一钝化保护层的表面采用化学气相沉积的方法沉积第二钝化保护层，干法刻蚀获取第一电极和所述第一电阻薄膜层的第一连接孔、第二电极和所述第二电阻薄膜层的第二连接孔。
S8：在所述第一连接孔的表面、所述第二连接孔的表面和所述第一钝化保护层的表面沉积导电材料，形成电极层，在所述电极层的表面旋涂第四光刻胶，干法刻蚀获取第一电极、第一电极连接部、第二电极、第二电极连接部，去除残留光刻胶。
S9：切割划片区域，获取单个红外光敏二极管。
作为上述技术方案的优选，步骤S1和步骤S5中：
所述凝胶可织性溶胶为沉积氧化铝的铝氧凝胶可织性溶胶。
作为上述技术方案的优选，将六水合氯化铝g、正硅酸四乙酯.ml、异丙醇铝.g、无水乙醇ml、冰醋酸.ml、盐酸ml、聚乙烯吡咯烷酮.g加去离子水搅拌至透明获取所述铝氧凝胶可织性溶胶。
作为上述技术方案的优选，步骤S2和步骤S4中：
所述第一电阻薄膜层和所述第二电阻薄膜层为采用物理气相沉积成分比例为:的CrNi合金。
作为上述技术方案的优选，步骤S3中：
制备硫化锌层采用的方法为化学气相沉积方法、分子束外延方法、原子层沉积方法中的一种。制备碲镉汞层采用的方法为化学气相沉积方法、分子束外延方法、原子层沉积方法中的一种。
本发明的有益效果在于：本发明的红外光敏二极管的制备方法结合了传统硅基技术上的大规模集成电路制造、以及先进的红外探测器原理，该红外二极管集成度高、加工成本低、稳定性好、工艺可靠性好。
附图说明：
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为本发明一个实施例的红外光敏二极管结构示意图；
图2为本发明一个实施例的硅衬底、第一陶瓷纤维层、电阻薄膜层制备示意图；
图3为本发明一个实施例的第一电阻薄膜层制备示意图；
图4为本发明一个实施例的硫化锌层、碲镉汞层制备示意图；
图5、图6为本发明一个实施例的第二电阻薄膜层制备示意图；
图7为本发明一个实施例的第二陶瓷纤维层及第一钝化保护层制备结构示意图；
图8、图9为本发明一个实施例的第一通孔、第二通孔制备结构示意图；
图10、图11为本发明一个实施例的第一连接孔、第二连接孔制备结构示意图；
图12、图13为本发明一个实施例的第一电极、第二电极制备结构示意图；
图14为本发明一个实施例的单个红外光敏二极管制备结构示意图；
图15为本发明一个实施例的红外光敏二极管简化结构示意图；
图16为本发明一个实施例的红外光敏二极管电器元件图。
图中符号说明：
10-硅衬底，11-第一陶瓷纤维层，12-第一电阻薄膜层，13-硫化锌层，14-碲镉汞层，15-第二电阻薄膜层，16-第二陶瓷纤维层，17-第一钝化保护层，18-第一电极，19-第二电极，20-第二钝化保护层，1801-第一电极连接部，1802-第一通孔，1803-第一连接孔，1901-第二电极连接部，1902-第二通孔，1903-第二连接孔，30-第一光刻胶，31-第二光刻胶，32-第三光刻胶，33-第四光刻胶，401-划片区域。
具体实施方式：
实施例1
实施例1给出一种红外光敏二极管，需要说明的是：附图是本发明理想化实施例的示意图，其中各部分所示的形状和大小并不代表实际形状和尺寸。但其还是完整反映了区域与各个部分之间的相互位置，特别是组成部分之间的上下和相邻关系。
如图1所示，本发明的红外光敏二极管，包括：
硅衬底10、第一陶瓷纤维层11、第一电阻薄膜层12、硫化锌层13、碲镉汞层14、第二电阻薄膜层15、第二陶瓷纤维层16、第一钝化保护层17、第一电极18、第二电极19。
所述第一陶瓷纤维层11设置在所述硅衬底10的表面，所述第一陶瓷纤维层11的表面并列设置有所述第一电阻薄膜层12和所述硫化锌层13，所述硫化锌层13的表面设置有所述碲镉汞层14，所述碲镉汞层14的表面并列设置有所述第二陶瓷纤维层16和所述第二电阻薄膜层15，所述第二陶瓷纤维层16的上方设置有所述第一钝化保护层17，所述第一电极18的电极连接部1801依次穿过所述第一钝化保护层17、所述第二陶瓷纤维层16、所述碲镉汞层14、所述硫化锌层13与所述第一电阻薄膜层12连接，所述第二电极19的电极连接部1901依次穿过所述第一钝化保护层17、所述第二陶瓷纤维层16与所述第二电阻薄膜层15连接。所述第一电极18的电极连接部1801和所述第二电极19的电极连接部1901外部均包覆有竖直方向的第二钝化保护层20。
所述第一钝化保护层17和所述第二钝化保护层20为氧化硅薄膜层或氮化硅薄膜层或氮氧化硅薄膜层，本实施例中，选取所述第一钝化保护层17和所述第二钝化保护层20为氧化硅薄膜层。
实施例2
实施例2用于简叙一下本发明的红外光敏二极管制备方法，需要说明的是：本发明可能通过很多种方法制备，以下所述的实施例只是描述了一个由本发明所公开的柔性精密电阻器的制备方法中的部分工序。
本发明的红外光敏二极管制备方法，包括如下步骤：
S1：如图2所示，在硅衬底10的表面旋涂凝胶可织性溶胶，也可以是可形成其它的陶瓷纤维膜的凝胶，高温煅烧所述凝胶可织性溶胶形成第一陶瓷纤维层11。所述凝胶可织性溶胶为沉积氧化铝的铝氧凝胶可织性溶胶。其中铝氧凝胶可织性溶胶可以采用如下比例、方法配制：将六水合氯化铝3g、正硅酸四乙酯0.26ml、异丙醇铝4.6g、无水乙醇8ml、冰醋酸0.8ml、盐酸2ml、聚乙烯吡咯烷酮0.2g加去离子水搅拌至透明获取所述铝氧凝胶可织性溶胶，其中具体的比例可根据实际情况调整。高温煅烧所述凝胶可织性溶胶形成α-Al2O3氧化铝第一陶瓷纤维层12，也可以是可形成其它成分的陶瓷纤维。可采用的高温煅烧方法可以是：先以2℃/min升温到600℃，保温120min，再以5℃/min升温到800℃，恒温120min，可得到γ-Al2O3纤维，然后直接将其放入140℃高温炉煅烧120min，可获得α-Al2O3陶瓷纤维；其中具体的工艺时间、温度可根据实际情况调整。
S2：如图3所示，在所述第一陶瓷纤维层11的表面沉积电阻薄膜层，在所述电阻薄膜层的上方旋涂第一光刻胶30，干法刻蚀获取第一电阻薄膜层12，去除残留光刻胶。所述第一电阻薄膜层12为采用物理气相沉积成分比例为50:50的CrNi合金。也可以是其它比例的如CrNiSi、CrSi等多种可提供高精度、低温漂系数的金属或合金材料。
S3：如图4所示，在所述第一电阻薄膜层12的表面和所述第一陶瓷纤维层11的表面制备硫化锌层13，在所述硫化锌层13的表面制备碲镉汞层14。制备硫化锌层13采用的方法为化学气相沉积方法、分子束外延方法、原子层沉积方法中的一种。制备碲镉汞层14采用的方法为化学气相沉积方法、分子束外延方法、原子层沉积方法中的一种。
S4：如图5、图6所示，在所述碲镉汞层14的表面沉积电阻薄膜层，在所述电阻薄膜层的上方旋涂第二光刻胶31，干法刻蚀获取第二电阻薄膜层15，去除残留光刻胶。所述第二电阻薄膜层15为采用物理气相沉积成分比例为50:50的CrNi合金。
S5：如图7所示，在所述第二电阻薄膜层15的表面和所述碲镉汞层14表面旋涂凝胶可织性溶胶，高温煅烧所述凝胶可织性溶胶形成第二陶瓷纤维层16。所述第二陶瓷纤维层16的制备方法如步骤S1。
S6：如图8、图9所示，在所述第二陶瓷纤维层16的表面沉积第一钝化保护层17，在所述第一钝化保护层17的上方旋涂第三光刻胶32，干法刻蚀通孔停止在所述第一电阻薄膜层12和所述第二电阻薄膜层15，形成第一通孔1802和第二通孔1902。
S7：如图10、图11所示，在所述第一通孔1802的表面、所述第二通孔1902的表面和所述第一钝化保护层17的表面采用化学气相沉积的方法沉积第二钝化保护层20，干法刻蚀获取第一电极18和所述第一电阻薄膜层12的第一连接孔1803、第二电极19和所述第二电阻薄膜层15的第二连接孔1903。
S8：如图12、图13所示，在所述第一连接孔1803的表面、所述第二连接孔1903的表面和所述第一钝化保护层17的表面沉积导电材料，形成电极层，在所述电极层的表面旋涂第四光刻胶33，干法刻蚀获取第一电极18、第一电极连接部1801、第二电极19、第二电极连接部1901，去除残留光刻胶。
S9：如图14所示，切割划片区域401，获取单个红外光敏二极管。
如图15所示，该红外光敏二极管第一电极连接碲镉汞层(掺杂砷离子，N型)，第二电机连接硫化锌层(掺杂硼离子，P型)，其电器元件图如图16所示。
本实施例所述的一种红外光敏二极管，包括：硅衬底、第一陶瓷纤维层、第一电阻薄膜层、硫化锌层、碲镉汞层、第二电阻薄膜层、第二陶瓷纤维层、第一钝化保护层、第一电极、第二电极。第一电极的电极连接部依次穿过所述第一钝化保护层、所述第二陶瓷纤维层、所述碲镉汞层、所述硫化锌层与所述第一电阻薄膜层连接，所述第二电极的电极连接部依次穿过所述第一钝化保护层、所述第二陶瓷纤维层与所述第二电阻薄膜层连接。本发明的红外光敏二极管的制备方法结合了传统硅基技术上的大规模集成电路制造、以及先进的红外探测器原理，该红外二极管集成度高、加工成本低、稳定性好、工艺可靠性好。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种红外光敏二极管，其特征在于，包括：硅衬底(10)、第一陶瓷纤维层(11)、第一电阻薄膜层(12)、硫化锌层(13)、碲镉汞层(14)、第二电阻薄膜层(15)、第二陶瓷纤维层(16)、第一钝化保护层(17)、第一电极(18)、第二电极(19)；
所述第一陶瓷纤维层(11)设置在所述硅衬底(10)的表面，所述第一陶瓷纤维层(11)的表面并列设置有所述第一电阻薄膜层(12)和所述硫化锌层(13)，所述硫化锌层(13)的表面设置有所述碲镉汞层(14)，所述碲镉汞层(14)的表面并列设置有所述第二陶瓷纤维层(16)和所述第二电阻薄膜层(15)，所述第二陶瓷纤维层(16)的上方设置有所述第一钝化保护层(17)，所述第一电极(18)的电极连接部(1801)依次穿过所述第一钝化保护层(17)、所述第二陶瓷纤维层(16)、所述碲镉汞层(14)、所述硫化锌层(13)与所述第一电阻薄膜层(12)连接，所述第二电极(19)的电极连接部(1901)依次穿过所述第一钝化保护层(17)、所述第二陶瓷纤维层(16)与所述第二电阻薄膜层(15)连接，所述第一电极(18)的电极连接部(1801)和所述第二电极(19)的电极连接部(1901)外部均包覆有竖直方向的第二钝化保护层(20)。
2.根据权利要求1所述的红外光敏二极管，其特征在于：
所述第一钝化保护层(17)和所述第二钝化保护层(20)为氧化硅薄膜层或氮化硅薄膜层或氮氧化硅薄膜层。
3.一种红外光敏二极管制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在硅衬底(10)的表面旋涂凝胶可织性溶胶，高温煅烧所述凝胶可织性溶胶形成第一陶瓷纤维层(11)；
S2：在所述第一陶瓷纤维层(11)的表面沉积电阻薄膜层，在所述电阻薄膜层的上方旋涂光刻胶(30)，干法刻蚀获取第一电阻薄膜层(12)，去除残留光刻胶；
S3：在所述第一电阻薄膜层(12)的表面和所述第一陶瓷纤维层(11)的表面制备硫化锌层(13)，在所述硫化锌层(13)的表面制备碲镉汞层(14)；
S4：在所述碲镉汞层(14)的表面沉积电阻薄膜层，在所述电阻薄膜层的上方旋涂光刻胶(31)，干法刻蚀获取第二电阻薄膜层(15)，去除残留光刻胶；
S5：在所述第二电阻薄膜层(15)的表面和所述碲镉汞层(14)表面旋涂凝胶可织性溶胶，高温煅烧所述凝胶可织性溶胶形成第二陶瓷纤维层(16)；
S6：在所述第二陶瓷纤维层(16)的表面沉积第一钝化保护层(17)，在所述第一钝化保护层(17)的上方旋涂光刻胶(32)，干法刻蚀通孔停止在所述第一电阻薄膜层(12)和所述第二电阻薄膜层(15)，形成第一通孔(1802)和第二通孔(1902)；
S7：在所述第一通孔(1802)的表面、所述第二通孔(1902)的表面和所述第一钝化保护层(17)的表面采用化学气相沉积的方法沉积第二钝化保护层(20)，干法刻蚀获取第一电极(18)和所述第一电阻薄膜层(12)的第一连接孔(1803)、第二电极(19)和所述第二电阻薄膜层(15)的第二连接孔(1903)；
S8：在所述第一连接孔(1803)的表面、所述第二连接孔(1903)的表面和所述第一钝化保护层(17)的表面沉积导电材料，形成电极层，在所述电极层的表面旋涂光刻胶(33)，干法刻蚀获取第一电极(18)、第一电极连接部(1801)、第二电极(19)、第二电极连接部(1901)，去除残留光刻胶；
S9：切割划片区域(401)，获取单个红外光敏二极管。
4.根据权利要求3所述的红外光敏二极管制备方法，其特征在于，步骤S1和步骤S5中：
所述凝胶可织性溶胶为沉积氧化铝的铝氧凝胶可织性溶胶。
5.根据权利要求4所述的红外光敏二极管制备方法，其特征在于：
将六水合氯化铝3g、正硅酸四乙酯0.26ml、异丙醇铝4.6g、无水乙醇8ml、冰醋酸0.8ml、盐酸2ml、聚乙烯吡咯烷酮0.2g加去离子水搅拌至透明获取所述铝氧凝胶可织性溶胶。
6.根据权利要求3所述的红外光敏二极管制备方法，其特征在于，步骤S2和步骤S4中：
所述第一电阻薄膜层(12)和所述第二电阻薄膜层(15)为采用物理气相沉积成分比例为50:50的CrNi合金。
7.根据权利要求3所述的红外光敏二极管制备方法，其特征在于，步骤S3中：
制备硫化锌层(13)采用的方法为化学气相沉积方法、分子束外延方法、原子层沉积方法中的一种；制备碲镉汞层(14)采用的方法为化学气相沉积方法、分子束外延方法、原子层沉积方法中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610303707.9A CN105870243B (zh) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | 一种红外光敏二极管及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610303707.9A CN105870243B (zh) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | 一种红外光敏二极管及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105870243A CN105870243A (zh) | 2016-08-17 |
| CN105870243B true CN105870243B (zh) | 2017-06-13 |
Family
ID=56630631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610303707.9A Expired - Fee Related CN105870243B (zh) | 2016-05-10 | 2016-05-10 | 一种红外光敏二极管及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105870243B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107678247B (zh) * | 2017-08-25 | 2020-05-29 | 长安大学 | 一种硅基集成曝光量测量器件 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5804463A (en) * | 1995-06-05 | 1998-09-08 | Raytheon Ti Systems, Inc. | Noble metal diffusion doping of mercury cadmium telluride for use in infrared detectors |
| JPH11111734A (ja) * | 1997-10-01 | 1999-04-23 | Fujitsu Ltd | 表面保護膜の形成方法 |
| CN201812821U (zh) * | 2009-11-18 | 2011-04-27 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 从背面引电极的碲镉汞长波红外光电导探测器 |
| CN101728403B (zh) * | 2009-11-18 | 2011-02-16 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 背照式碲镉汞长波光导型红外面阵探测器 |
| US8686471B2 (en) * | 2011-04-28 | 2014-04-01 | Drs Rsta, Inc. | Minority carrier based HgCdTe infrared detectors and arrays |
-
2016
- 2016-05-10 CN CN201610303707.9A patent/CN105870243B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105870243A (zh) | 2016-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yan et al. | 4H-SiC UV photo detectors with large area and very high specific detectivity | |
| CN107507876B (zh) | 一种β-Ga2O3基日盲紫外光电探测器阵列及其制备方法 | |
| CN106571405B (zh) | 一种带有GaN纳米线阵列的紫外探测器及其制作方法 | |
| CN106356421B (zh) | 基于垂直导电方向的TiO2‑NiO异质P‑N结所形成光控传输沟道的紫外探测器及其制备方法 | |
| SG193088A1 (en) | Solar cell and method of manufacturing the same | |
| CN106531824A (zh) | 一种异质结型光电探测器及其制备方法 | |
| CN106601837B (zh) | 一种超宽光谱光敏材料和应用该光敏材料的光电探测器 | |
| CN110289335A (zh) | 基于In2Se3/Si垂直结构异质结的自驱动近红外长波光电探测器及其制作方法 | |
| CN106057961A (zh) | 一种基于氧化钛纳米带的异质结型光电探测器及制备方法 | |
| US11329184B2 (en) | Photodetector and lidar device comprising a detector having a PN junction connected to an optically transmissive quench resistor | |
| Miller et al. | A microfabricated sun sensor using GaN-on-sapphire ultraviolet photodetector arrays | |
| CN109256471A (zh) | 一种无铅全无机钙钛矿铯铋碘薄膜/n-型硅异质结光电探测器及其制备方法 | |
| CN105870243B (zh) | 一种红外光敏二极管及其制备方法 | |
| CN107240611A (zh) | 一种光电探测器件及其制备方法、触控基板及显示面板 | |
| KR20160144654A (ko) | 나노선 기반 자외선 센서 및 이의 제조방법 | |
| Ouchi et al. | Silicon pn junction photodiodes sensitive to ultraviolet radiation | |
| CN110350041B (zh) | 基于上下非对称栅状电极的光电导型光电探测器 | |
| CN110676344B (zh) | 一种双响应GaN紫外探测器及其制备方法 | |
| CN111063751B (zh) | 一种超薄无机窄带异质结光电探测器及其制备方法 | |
| CN108428764A (zh) | 一种GaAs基LFET太赫兹红外光探测器和制备方法 | |
| CN106653929A (zh) | 半导体性碳纳米管红外光探测成像器 | |
| CN110161019A (zh) | 一种室温下高灵敏氢气传感器及其制备方法 | |
| CN106356420A (zh) | 一种异质结型光电探测器及其制备方法 | |
| CN108231804A (zh) | 一种光电探测单元及其制造方法、光电探测设备 | |
| Teker et al. | Improving detectivity of self-powered GaN ultraviolet photodetector by nickel nanoparticles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170613 Termination date: 20180510 |