CN114256378A - 一种制冷红外探测器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种制冷红外探测器及其制备方法中，制备方面包括以下步骤：提供一衬底，衬底上形成有超晶格复合层；执行第一次清洁和表面处理工艺；在超晶格复合层上形成第一钝化层；在第一钝化层上形成具有开口的硬掩模层，以硬掩模层为掩模，依次刻蚀第一钝化层和超晶格复合层，以形成沟槽和台面，去除硬掩模层；执行第二次清洁和表面处理工艺；在第一钝化层上形成第二钝化层，第二钝化层还覆盖了沟槽和台面；刻蚀第一钝化层和第二钝化层，以形成开孔，并在开孔中形成金属电极。本发明通过在每次形成钝化层之前均进行了清洁和表面处理工艺，可以降低器件的表面漏电流，提高器件的性能。

Description

一种制冷红外探测器及其制备方法
技术领域
本发明涉及红外线探测器技术领域，特别是涉及一种制冷红外探测器及其制备方法。
背景技术
在目前制冷红外探测器的研究制造中，暗电流是评价器件性能的重要指标。暗电流越小，表征器件性能越好。
暗电流主要由器件内部暗电流和表面漏电流组成，目前主要通过钝化来优化表面漏电流，比如SiO2钝化，SI3N4钝化，以及硫化，氢化，PI钝化，ALD钝化等技术来提高。但是，当前主流的钝化技术跟理论值相差较远，而且受到掺杂、器件尺寸、温度、腐蚀速率、钝化技术等因素的影响，现有的钝化工艺制备的器件的长波段的探测率表现的很不稳定，达不到设计要求，而要提高长波段的探测率，必须减小器件的暗电流。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种制冷红外探测器及其制备方法，降低器件的表面漏电流，以提高器件的性能。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种制冷红外探测器的制备方法，包括以下步骤：
提供一衬底，所述衬底上形成有超晶格复合层；
对所述衬底的表面执行第一次清洁和表面处理工艺；
在所述超晶格复合层上形成第一钝化层；
在所述第一钝化层上形成具有开口的硬掩模层，以所述硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层和超晶格复合层，并刻蚀停止在所述超晶格复合层中，以形成沟槽和台面，去除所述硬掩模层；
对所述衬底的表面执行第二次清洁和表面处理工艺；
在所述第一钝化层上形成第二钝化层，所述第二钝化层还覆盖了所述沟槽和台面；
刻蚀所述第一钝化层和第二钝化层，以形成开孔，并在所述开孔中形成金属电极。
可选的，在所述超晶格复合层上形成第一钝化层包括：
通过电镀的方式、ALD的方式、CVD的方式或者PVD的方式在所述超晶格复合层上生长形成的第一钝化层。
进一步的，通过电镀生长的第一钝化层的材料包括硫化物；通过ALD生长形成的第一钝化层的材料包括氮化铝、氧化铝、氧化铪；通过PVD或CVD的方式生长形成的第一钝化层的材料包括氧化硅、氮化硅。
进一步的，所述第一钝化层的厚度为30nm～500nm。
可选的，在所述第一钝化层上形成具有开口的硬掩模层，以所述硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层和超晶格复合层，并刻蚀停止在所述超晶格复合层中，以形成沟槽和台面，去除所述硬掩模层包括：
在所述第一钝化层上形成硬掩模层；
在所述硬掩模层上形成图形化的光刻胶层，并以图形化的所述光刻胶层为掩模，刻蚀所述硬掩模层，使得所述硬掩模层具有开口，所述开口用于形成后续的沟槽和台面；
以图形化的光刻胶层和硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层和超晶格复合层，并刻蚀停止在所述超晶格复合层中，以形成沟槽和台面；
去除剩余的光刻胶层以及硬掩模层。
进一步的，对所述衬底的表面执行第二次清洁和表面处理工艺包括：
在真空的反应腔室中，通过氢气对所述衬底的表面进行清洁。
进一步的，所述第二次清洁和表面处理工艺中，氢气的流量大于10sccm，工艺时间大于200秒。
进一步的，刻蚀所述第一钝化层和第二钝化层，以形成开孔，并在所述开孔中形成金属电极包括：
刻蚀所述第一钝化层和第二钝化层，并暴露出所述超晶格复合层，以形成开孔；
在形成开孔之后，对所述衬底执行退火工艺；或者，对所述衬底的表面执行第三次清洁和表面处理工艺；
在所述开孔中形成金属电极。
另一方面，本发明还提供一种制冷红外探测器，由上述所述的制备方法制备而成。
可选的，包括衬底以及形成衬底上的超晶格复合层，所述超晶格复合层中形成有沟槽和台面，所述沟槽和台面均暴露部分深度的所述超晶格复合层，在沟槽外的超晶格复合层上依次形成有第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层和第二钝化层中具有第一开孔，所述第一开孔中形成有第一金属电极；所述沟槽和台面中覆盖有第二钝化层，所述沟槽和台面中的第二钝化层中具有第二开孔，所述第二开孔中形成有第二金属电极。
与现有技术相比，本发明提供的一种制冷红外探测器及其制备方法中，所述制备方面包括以下步骤：提供一衬底，所述衬底上形成有超晶格复合层；对所述衬底的表面执行第一次清洁和表面处理工艺；在所述超晶格复合层上形成第一钝化层；在所述第一钝化层上形成具有开口的硬掩模层，以所述硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层和超晶格复合层，并刻蚀停止在所述超晶格复合层中，以形成沟槽和台面，去除所述硬掩模层；对所述衬底的表面执行第二次清洁和表面处理工艺；在所述第一钝化层上形成第二钝化层，所述第二钝化层还覆盖了所述沟槽和台面；刻蚀所述第一钝化层和第二钝化层，以形成开孔，并在所述开孔中形成金属电极。本发明通过在每次形成钝化层之前均进行了清洁和表面处理工艺，使得钝化层在形成时具有良好的附着能力，并且形成第一钝化层和第二钝化层可以降低器件的表面漏电流，提高器件的性能。
进一步的，在形成开孔之后，对所述衬底执行退火工艺；或者，对所述衬底的表面执行第三次清洁和表面处理工艺，以增加暴露出的所述超晶格复合层的表面附着能力，同时提高器件的表面态，提升欧姆接触。
附图说明
图1a-1g为一种制冷红外探测器的制备方法的各步骤的结构示意图；
图2为本发明一实施例的一种制冷红外探测器的制备方法的流程图；
图3a-3e为本发明一实施例的一种制冷红外探测器的制备方法的各步骤的结构示意图。
附图标记说明：
图1a-1g中：
10-衬底；11-超晶格复合层；12-硬掩模层；21-沟槽；22-台面；30-钝化膜层；31-开孔；40-金属电极；
图3a-3e中：
1-衬底；100-化合物基底；110-缓冲层；120-超晶格复合层；121-p型重掺杂超晶格结构；122-p型轻掺杂超晶格结构；123-n型轻掺杂超晶格结构；124-n型重掺杂超晶格结构；131-沟槽；132-台面；
210-第一钝化层；220-第二钝化层；
300-金属电极；310-第一金属电极；320-第二金属电极。
具体实施方式
目前的制冷红外探测器的制备方法包括以下步骤：
如图1a所示，步骤S11：提供一衬底10，所述衬底10上依次形成有超晶格复合层11和硬掩模层12；
如图1b所示，步骤S12：刻蚀所述硬掩模层12，并暴露出部分所述超晶格复合层11的表面；
如图1c所示，步骤S13：以所述硬掩模层12为掩模，刻蚀部分深度的所述超晶格复合层11，以形成沟槽21和台面22；
如图1d所示，步骤S14：去除剩余的所述硬掩模层12；
如图1e所示，步骤S15：在所述超晶格复合层11表面一次形成钝化膜层30，所述钝化膜层30覆盖了所述沟槽21的内壁和台面22的表面；
如图1f所示，步骤S16：刻蚀所述钝化膜层30，以形成开孔31，所述开孔31暴露所述超晶格复合层表面11；
如图1g所示，步骤S17：在所述开孔31中形成金属电极40。
上述工艺步骤形成的制冷红外探测器的表面漏电流较大，使得制冷红外探测器的性能较差。因此，为了解决上述问题，本发明提供了一种制冷红外探测器及其制备方法，通过在每次形成钝化层之前均进行了清洁和表面处理工艺，使得钝化层在形成时具有良好的附着能力，并且形成第一钝化层和第二钝化层可以降低器件的表面漏电流，提高器件的性能。
下面将结合示意图对本发明的一种制冷红外探测器及其制备方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节丽混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
图2为本发明一实施例的一种制冷红外探测器的制备方法的流程图。如图2所示，本实施例提供了一种制冷红外探测器的制备方法，包括以下步骤：
步骤S21：提供一衬底，所述衬底上形成有超晶格复合层；
步骤S22：对所述衬底的表面执行第一次清洁和表面处理工艺；
步骤S23：在所述超晶格复合层上形成第一钝化层；
步骤S24：在所述第一钝化层上形成具有开口的硬掩模层，以所述硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层和超晶格复合层，并刻蚀停止在所述超晶格复合层中，以形成沟槽和台面，去除所述硬掩模层；
步骤S25：对所述衬底的表面执行第二次清洁和表面处理工艺；
步骤S26：在所述第一钝化层上形成第二钝化层，所述第二钝化层还覆盖了所述沟槽和台面；
步骤S27：刻蚀所述第一钝化层和第二钝化层，以形成开孔，并在所述开孔中形成金属电极。
以下结合图2至图3e具体说明一种制冷红外探测器的制备方法。
图3a为本实施例所提供的衬底的结构示意图。如图3a所示，首先，执行步骤S1，提供一衬底1，所述衬底1上形成有超晶格复合层120。
所述衬底1包括化合物基底100和缓冲层110，在本实施例中，所述化合物基底100和缓冲层110的材料例如是均包括磷化铟(InP)，所述缓冲层110可以为掺杂了杂质的缓冲层，也可以是未掺杂杂质的缓冲层。在其他实施例中，所述化合物基底的材料例如是包括砷化镓(GaAs)，所述缓冲层的材料例如是锑化镓(GaSb)。
所述超晶格复合层120包括依次形成于所述衬底1上的p型超晶格结构层和n型超晶格结构层。在本实施例中，所述p型超晶格结构包括依次形成于所述衬底1上的p型重掺杂超晶格结构121和p型轻掺杂超晶格结构122，所述n型超晶格结构层包括依次形成于所述p型超晶格结构层上的n型轻掺杂超晶格结构123和n型重掺杂超晶格结构124。在其他实施例中，所述p型超晶格结构包括依次形成于所述衬底上的p型重掺杂超晶格结构和p型轻掺杂超晶格结构，所述n型超晶格结构层包括n型重掺杂超晶格结构。
本步骤包括：通过MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉积)或者MBE(Molecular Beam Epitaxy，分子束外延)等方法在所述衬底1上生长所述超晶格复合层120。
请继续参阅图1，接着执行步骤S22，对所述衬底1的表面执行第一次清洁和表面处理工艺，以去除所述衬底1表面的损伤，以及所述衬底1表面的电荷积累和悬挂键。
在步骤中，在PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积法)或者ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)设备中对所述衬底1的表面执行第一次清洁和表面处理工艺。所述第一次清洁和表面处理工艺例如是通过等离子气体对所述衬底1的表面进行清洁，具体的，通过氢气(H2)或其他惰性气体的等离子体对所述衬底1的表面进行清洁，以增加超晶格复合层120表面的附着能力。在本实施例中，例如通入了氢气的等离子气体，且氢气的流量大于10sccm，具体例如是10sccm、15sccm、20sccm、25sccm、30sccm等等，工艺时间例如是大于200秒(S)，具体例如是200S、500S、550S、600S、650S、700S等等。
图3b为本实施例形成第一钝化层后的结构示意图。如图3b所示，接着执行步骤S23，在所述超晶格复合层120上形成第一钝化层210。具体的，通过电镀(即硫化)的方式、ALD的方式、CVD的方式或者PVD的方式等在所述超晶格复合层120上生长形成的第一钝化层210。本步骤通过电镀生长的第一钝化层210的材料为单质硫；通过ALD生长形成的第一钝化层210的材料为硫化物(硫化锌)、氮化铝、氧化铝、氧化铪等；通过CVD的方式或者PVD的方式生长形成的第一钝化层210的材料为氧化硅、氮化硅(SI3N4)等高电介质材料。可知，在所述超晶格复合层120上先生长一表面钝化保护层(所述第一钝化层210)，其作为器件(制冷红外探测器)的保护层，以避免器件表面在后续工艺中受到损伤，有利于后续工艺可以更好的进行，例如是的器件的表面在后续工艺中不会被沾污或者损伤。其中，所述第一钝化层210的厚度为30nm～300nm。在其他实施例中，所述第一钝化层210的材料还可以是金属材料，以使得后续工艺产生的电荷和损伤集中在第一钝化(保护)层和界面上，等待工艺完成之后，所有损伤和沾污或者附着物一起随着金属去除。
图3c为本实施例形成沟槽和台面的结构示意图。如图3c所示，接着执行步骤S24，在所述第一钝化层210上形成具有开口的硬掩模层(图中为示出)，以所述硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层210和超晶格复合层120，并刻蚀停止在所述超晶格复合层120中，以形成沟槽131和台面132，去除剩余的硬掩模层。所述第一钝化层210可以作为硬掩模层刻蚀过程中的阻挡层，用于保护第一钝化层210下面的结构(衬底)的表面不会被过度刻蚀而造成的损伤。
本步骤具体包括以下步骤：
首先，在所述第一钝化层210上形成硬掩模层，具体的，通过PECVD或者ICPCVD(电感耦合等离子体化学气相沉积设备)在所述第一钝化层210上生成了硬掩模层。所述硬掩模层的材料例如是氧化硅，所述硬掩模层的厚度为0.5μm～1.5μm。
接着，在所述硬掩模层上形成图形化的光刻胶层，并以图形化的所述光刻胶层为掩模，刻蚀所述硬掩模层，使得所述硬掩模层具有开口，所述开口用于形成后续的沟槽131和台面132。在本步骤中，所述第一钝化层210可以作为硬掩模层刻蚀过程中的阻挡层，保护了所述第一钝化层210下方的结构不会被过渡刻蚀，造成损伤，且该步骤中，所述第一钝化层210可以被去除(例如是为高介电材料的第一钝化层)；也可以不被去除，在本实施例中，所述第一钝化层210不被去除，以减少刻蚀时间以及刻蚀步骤。
接着，以图形化的光刻胶层和硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层210和超晶格复合层120，并刻蚀停止在所述超晶格复合层120中，以形成沟槽131和台面132。在本实施例中，所述沟槽131和台面132均刻蚀停止在所述p型重掺杂超晶格结构中。由于衬底1中包括多个阵列制冷红外探测芯片，相邻的芯片之间被划片道隔开，每个该芯片中均至少包括一个沟槽131和台面132，所述沟槽131具有底壁和封闭的侧壁，使得沟槽的截面形状呈U型，所述台面132具有底壁和非封闭的侧壁，使得台面的截面形状呈L型，也就是所述台面132靠近与之相邻的划片道的一侧是没有侧壁的。需要说明的是，为了便于说明，本实施例仅包括了一个制冷红外探测芯片，且该芯片中包括了一个沟槽和一个台面。
接着，去除剩余的光刻胶层以及硬掩模层。具体的，通过灰化工艺去除所述光刻胶层；可以通过干法刻蚀工艺，具体为等离子体刻蚀工艺去除所述硬掩模层。当所述第一钝化层的材料为金属材料时，本步骤在去除硬掩模层之后需要去除该钝化层，以把富集的电荷、缺陷以及第一钝化层表面附着物一起彻底去除。请继续参阅图3c，接着执行步骤S25，对所述衬底1的表面执行第二次清洁和表面处理工艺。
在步骤中，在PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积法)或者ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)设备中对所述衬底1的表面执行第二次清洁和表面处理工艺。所述第二次清洁和表面处理工艺例如是通过等离子气体对所述衬底1的表面进行清洁，具体的，通过氢气(H2)或其他惰性气体的等离子体对所述衬底1的表面进行清洁，以增加超晶格复合层120表面的附着能力，同时减少所述超晶格复合层120表面的悬挂键，提高器件的界面态，同时还增加了后续形成第一钝化层的附着能力降低了表面漏电流，提高了器件的性能。所述第二次清洁和表面处理工艺例如是在真空的反应腔室中进行，在反应腔室中通入了氢气或其他惰性气体的等离子气体，具体通入的等离子体的流量、工艺时间均根据具体的工艺而定，在本实施例中，例如通入了氢气的等离子气体，且氢气的流量大于10sccm，具体例如是10sccm、15sccm、20sccm、25sccm、30sccm等等，工艺时间例如是大于400秒(S)，具体例如是400S、500S、550S、600S、650S、700S等等。
图3d为本实施例形成第二钝化层后的结构示意图。如图3d所示，接着执行步骤S26，在所述第一钝化层210上形成第二钝化层220，所述第二钝化层220还覆盖了所述沟槽131和台面132。此时，制冷红外探测器芯片上形成了第一钝化层210和第二钝化层220，形成了双钝化层，进一步降低了表面漏电流。所述第二钝化层220的厚度包括但不限于200nm～5000nm。在本实施例中，在ALD设备中通过ALD工艺在所述第一钝化层210上沉积形成所述第二钝化层220，所述第二钝化层220例如是包括氮化铝，氧化铝，氧化铪等钝化材料。在其他实施例中，所述第二钝化层可以通过硫化等其他几种常规的钝化方式形成，其材料为二氧化硅、氮化硅、HfO、SU8、PI等。在其他实施例中，去除了第一钝化层，可以在第二钝化层形成之前形成一个第三钝化层，该钝化层的钝化效果较第一钝化层的钝化效果更优。
在本实施例中，在每次形成钝化层之前均进行了清洁和表面处理工艺，使得钝化层在形成时具有良好的附着能力。
图3e为本实施例形成第二钝化层后的结构示意图。如图3e所示，接着执行步骤S27，刻蚀所述第一钝化层210和第二钝化层220，以形成开孔，并在所述开孔中形成金属电极300。
本步骤具体包括以下步骤：
首先，刻蚀所述第一钝化层210和第二钝化层220，并暴露出所述超晶格复合层120，以形成开孔。在本实施例中，通过干法刻蚀工艺或者湿法刻蚀工艺，依次刻蚀所述第二钝化层220和第一钝化层210，并暴露出所述n型重掺杂超晶格结构124的部分表面，以形成第一开孔；刻蚀所述第二钝化层220，暴露出所述沟槽131和台面132中的p型重掺杂超晶格结构121的部分表面，以形成第二开孔。所述第一开孔用于形成第一金属电极，所述第二开孔用于形成第二金属电极。
可选的，在形成开孔之后，对所述衬底1执行退火工艺；或者，对所述衬底1的表面执行第三次清洁和表面处理工艺，以增加暴露出的所述超晶格复合层120的表面附着能力，同时提高器件的表面态，提升欧姆接触。具体的，对所述衬底1的表面执行退火工艺时，退火温度为150℃～350℃。或者，对所述衬底1的表面执行第三次清洁和表面处理工艺，所述第三次清洁和表面处理工艺例如是在真空的反应腔室中进行，在反应腔室中通入了氢气或其他惰性气体的等离子体，具体通入的等离子体的流量、工艺时间均根据具体的工艺而定，在本实施例中，通入了氢气的等离子气体，且氢气的流量大于10sccm，具体例如是10sccm、15sccm、20sccm、25sccm、30sccm等等，工艺时间例如是大于400秒(S)，具体例如是400S、500S、550S、600S、650S、700S等等。
接着，在所述开孔中形成金属电极300。在所述第一开孔处形成第一金属电极，所述第二开孔处形成第二金属电极320，所述金属电极与所述超晶格复合层120的接触良好，降低了表面漏电流，提高了器件的性能。
本实施例的一种制冷红外探测器的制备方法，通过形成双钝化层，且在每次形成钝化层之前进行清洁和表面处理工艺，以及在形成开孔后的清洁和表面处理工艺或退火工艺，均增加了器件表面的附着能力，降低表面漏电流，提高器件的性能。
如图3e所示，本实施例还提供了一种制冷红外探测器，包括衬底1，以及形成衬底1上的超晶格复合层120，所述超晶格复合层120中形成有沟槽131和台面132，所述沟槽131和台面132均暴露部分深度的所述超晶格复合层120。在沟槽外的超晶格复合层120上依次形成有第一钝化层210和第二钝化层220，所述第一钝化层210和第二钝化层220中具有第一开孔，所述第一开孔中形成有第一金属电极310；所述沟槽131和台面132中覆盖有第二钝化层220，所述沟槽131和台面132中的第二钝化层220中具有第二开孔，所述第二开孔中形成有第二金属电极320。
综上所述，本发明提供的一种制冷红外探测器及其制备方法中，所述制备方面包括以下步骤：提供一衬底，所述衬底上形成有超晶格复合层；对所述衬底的表面执行第一次清洁和表面处理工艺；在所述超晶格复合层上形成第一钝化层；在所述第一钝化层上形成具有开口的硬掩模层，以所述硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层和超晶格复合层，并刻蚀停止在所述超晶格复合层中，以形成沟槽和台面，去除所述硬掩模层；对所述衬底的表面执行第二次清洁和表面处理工艺；在所述第一钝化层上形成第二钝化层，所述第二钝化层还覆盖了所述沟槽和台面；刻蚀所述第一钝化层和第二钝化层，以形成开孔，并在所述开孔中形成金属电极。本发明通过在每次形成钝化层之前均进行了清洁和表面处理工艺，一方面使得由其他工艺步骤带来的表面电荷以及附着物得以清除，减少缺陷和电荷的积累，优化了界面态，从而减少悬挂键以及由缺陷引起的隧穿电流，另外一方面使得钝化层在形成时具有良好的附着能力和致密性，并且形成第一钝化层和第二钝化层可以降低器件的表面漏电流，提高器件的性能。
进一步的，在形成开孔之后，对所述衬底执行退火工艺；或者，对所述衬底的表面执行第三次清洁和表面处理工艺，以增加暴露出的所述超晶格复合层的表面附着能力，同时提高器件的表面态，提升欧姆接触。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”的描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种制冷红外探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一衬底，所述衬底上形成有超晶格复合层；
对所述衬底的表面执行第一次清洁和表面处理工艺；
在所述超晶格复合层上形成第一钝化层；
在所述第一钝化层上形成具有开口的硬掩模层，以所述硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层和超晶格复合层，并刻蚀停止在所述超晶格复合层中，以形成沟槽和台面，去除所述硬掩模层；
对所述衬底的表面执行第二次清洁和表面处理工艺；
在所述第一钝化层上形成第二钝化层，所述第二钝化层还覆盖了所述沟槽和台面；
刻蚀所述第一钝化层和第二钝化层，以形成开孔，并在所述开孔中形成金属电极。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述超晶格复合层上形成第一钝化层包括：
通过电镀的方式、ALD的方式、CVD的方式或者PVD的方式在所述超晶格复合层上生长形成的第一钝化层。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，通过电镀生长的第一钝化层的材料包括硫化物、氟化物；通过ALD生长形成的第一钝化层的材料包括氮化铝、氧化铝、氧化铪；通过PVD或CVD的方式生长形成的第一钝化层的材料包括氧化硅、氮化硅。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一钝化层的厚度为30nm～500nm。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述第一钝化层上形成具有开口的硬掩模层，以所述硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层和超晶格复合层，并刻蚀停止在所述超晶格复合层中，以形成沟槽和台面，去除所述硬掩模层包括：
在所述第一钝化层上形成硬掩模层；
在所述硬掩模层上形成图形化的光刻胶层，并以图形化的所述光刻胶层为掩模，刻蚀所述硬掩模层，使得所述硬掩模层具有开口，所述开口用于形成后续的沟槽和台面；
以图形化的光刻胶层和硬掩模层为掩模，依次刻蚀所述第一钝化层和超晶格复合层，并刻蚀停止在所述超晶格复合层中，以形成沟槽和台面；
去除剩余的光刻胶层以及硬掩模层。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述衬底的表面执行第二次清洁和表面处理工艺包括：
在真空的反应腔室中，通过氢气对所述衬底的表面进行清洁和预处理。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二次清洁和表面处理工艺中，氢气的流量大于10sccm，工艺时间大于200秒。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，刻蚀所述第一钝化层和第二钝化层，以形成开孔，并在所述开孔中形成金属电极包括：
刻蚀所述第一钝化层和第二钝化层，并暴露出所述超晶格复合层，以形成开孔；
在形成开孔之后，对所述衬底执行退火工艺；或者，对所述衬底的表面执行第三次清洁和表面处理工艺；
在所述开孔中形成金属电极。
9.一种制冷红外探测器，其特征在于，由权利要求1～8中任一项所述的制备方法制备而成。
10.如权利要求9所述的制冷红外探测器，其特征在于，包括衬底以及形成衬底上的超晶格复合层，所述超晶格复合层中形成有沟槽和台面，所述沟槽和台面均暴露部分深度的所述超晶格复合层，在沟槽外的超晶格复合层上依次形成有第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层和第二钝化层中具有第一开孔，所述第一开孔中形成有第一金属电极；所述沟槽和台面中覆盖有第二钝化层，所述沟槽和台面中的第二钝化层中具有第二开孔，所述第二开孔中形成有第二金属电极。
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