CN1409379A - 铟镓砷光电探测器制造的开管锌扩散方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铟镓砷光电探测器制造的开管锌扩散方法，它涉及半导体光电器件制造的扩散工艺。它采用开管式扩散石英管结构，通入氮气和氢气保护气体，将锌扩散源和半导体片装入石墨扩散舟中，在扩散炉中常压下进行高温扩散，完成半导体片的锌扩散工艺。本发明具有扩散结果均匀、重复，结特性好，而且还具有制造工艺简单，操作方便、安全，半导体片尺寸可以随着扩散炉的增大而尺寸做大，扩散舟和扩散源都可反复多次使用，成本低廉等优点，特别适用于半导体光电器件的锌扩散工艺。

Description

铟镓砷光电探测器制造的开管锌扩散方法
技术领域
本发明涉及半导体光电器件制造领域中的铟镓砷(InGaAs)光电探测器制造的开管锌(Zn)扩散方法，特别适用于半导体光电器件的锌(Zn)扩散工艺。
背景技术
传统的InGaAs光电探测器制造中的Zn扩散工艺是采用将Zn扩散源和外延片同时放入石英管中抽真空并封管，推进加热的扩散炉中扩散，然后打破石英管取出外延片来完成。这种方法很麻烦，要求熟练的石英工，而且因为难于抽真空并封石英管，不容易扩散大尺寸的片子。近年来国内外均在研究通过不同途径来实现开管Zn扩散技术，但到目前为止，国内尚没有实用的开管Zn扩散技术及相关专利申请。国外这方面的论文较多，比较有实用价值的是采用MOCVD系统，用二甲基锌(DMZ)作Zn扩散源，稀释的磷烷作保护气体，在低真空中进行扩散，但设备和材料都很昂贵，并且还要求严格的安全防护措施，因此常压下的开管锌扩散方法一直是制造InGaAs光电探测器所希望获得的关键工艺技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种用开管式扩散石英管的InGaAs光电探测器制造的开管锌扩散方法，本发明具有扩散结果均匀、可重复、结特性好，还具有制造工艺简单，操作方便、安全，扩散舟和扩散源可反复使用，成本低廉等特点。
本发明所要解决的技术问题由下列技术方案实现，它包括的步骤：
①  扩散石英管放入扩散炉中，扩散炉升温到400至600℃；
②  扩散石英管中通入氮气和氢气混合气体；
③  将扩散源和铟磷/铟镓砷外延半导体片装入有盖的扩散舟中；
④  将扩散舟推入扩散石英管中，在扩散炉中进行高温扩散，高温扩散时间10～30分钟，扩散石英管中气压为常压；
⑤  将扩散舟拉出，冷却后取出铟磷/铟镓砷外延半导体片，制作完成。
本发明的技术方案还可以通过以下措施实现：
本发明扩散石英管制作成开管式扩散石英管结构，扩散源为含锌固体扩散源，扩散舟为石墨扩散舟。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1.本发明采用开管式扩散石英管结构，在常压下进行Zn扩散，因此扩散工艺简单，而且操作方便、安全，扩散舟推进、推出非常方便。
2.本发明制造的铟磷/铟镓砷外延半导体片尺寸大小只受到扩散炉及其相应石英管和扩散舟的尺寸限制，只要扩散炉管是足够大，也可制造相应大小的半导体片尺寸。
3.本发明使用的扩散舟和扩散源都可反复多次使用，节省制造工艺材料，因此制造成本低廉。
附图说明
图1是本发明最佳实施例的工艺结构示意图。
图中扩散炉为1，扩散石英管为2，扩散舟为3，扩散源为4，InP/InGaAs外延半导体片为5。
具体实施方式
本发明最佳实施例如图1所示，包括下列步骤：
①  先将扩散炉1升温到400至600℃，实施例采用市售通用半导体扩散炉升温到500℃；
②  向扩散炉1内的扩散石英管2中通入N2和H2混合保护气体，实施例扩散石英管制作成开管式扩散石英管结构，开管式扩散石英管一端设计成细管结构，便于通入N2和H2气体，N2和H2气体为扩散保护气体；另一端设计成开管结构，便于推进推出扩散舟3；
③  将扩散源4和InP/InGaAs外延半导体片5装入有盖的扩散舟中，扩散舟3盖上盖子，实施例扩散源4采用含Zn固体扩散源，扩散舟3制作成石墨扩散舟，扩散舟3的大小可以任意设计，一般根据InP/InGaAs外延半导体片5尺寸设计扩散舟3尺寸大小；
④  扩散舟3推入扩散石英管2，在扩散炉1中进行高温扩散，高温扩散的时间为10至30分钟，实施例扩散时间为20分钟，扩散气压为常压；
⑤  将扩散舟3拉出，冷却后取出InP/InGaAs外延半导体片5，制作完成。Zn扩散源4及扩散舟3可留下作下一次扩散用。

Claims (3)

1.一种铟镓砷光电探测器制造的开管锌扩散方法，其特征在于包括步骤：
①扩散石英管放入扩散炉内，扩散炉升温到400至600℃；
②扩散石英管中通入氮气和氢气混合气体；
③将扩散源和铟磷/铟镓砷外延半导体片装入有盖的扩散舟中；
④将扩散舟推入扩散石英管中，在扩散炉内进行高温扩散，高温扩散时间为10至30分钟，扩散石英管中气压为常压；
⑤将扩散舟拉出，冷却后取出铟磷/铟镓砷外延半导体片，制作完成。
2.根据权利要求1所述的铟镓砷光电探测器制造的开管锌扩散方法，其特征在于第①步中扩散石英管制作成开管式扩散石英管结构。
3.根据权利要求1所述的铟镓砷光电探测器制造的开管锌扩散方法，其特征在于第③步中扩散源为含锌固体扩散源，扩散舟为石墨扩散舟。
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