NL8415005A - INFRARED DETECTOR. - Google Patents
INFRARED DETECTOR. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8415005A NL8415005A NL8415005A NL8415005A NL8415005A NL 8415005 A NL8415005 A NL 8415005A NL 8415005 A NL8415005 A NL 8415005A NL 8415005 A NL8415005 A NL 8415005A NL 8415005 A NL8415005 A NL 8415005A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- layer
- mercury telluride
- substrate
- cadmium mercury
- cadmium
- Prior art date
Links
- MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N cadmium;mercury;tellurium Chemical compound [Cd]=[Te]=[Hg] MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 17
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 10
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VCEXCCILEWFFBG-UHFFFAOYSA-N mercury telluride Chemical compound [Hg]=[Te] VCEXCCILEWFFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 6
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 claims description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 61
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000218202 Coptis Species 0.000 description 1
- 235000002991 Coptis groenlandica Nutrition 0.000 description 1
- 229910004262 HgTe Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 1
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- DGJPPCSCQOIWCP-UHFFFAOYSA-N cadmium mercury Chemical compound [Cd].[Hg] DGJPPCSCQOIWCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229940100892 mercury compound Drugs 0.000 description 1
- 150000002731 mercury compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N telluride(2-) Chemical compound [Te-2] XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30604—Chemical etching
- H01L21/30612—Etching of AIIIBV compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/46—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428
- H01L21/461—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/465—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
-
- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0296—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe
- H01L31/02966—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe including ternary compounds, e.g. HgCdTe
-
- 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
- H01L31/1828—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe
- H01L31/1832—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe comprising ternary compounds, e.g. Hg Cd Te
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Weting (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
Infrarood-detectorInfrared detector
De uitvinding heeft betrekking op een cadmium-kwik-telluride fotodetector. Dergelijke detectoren worden gebruikt als infrarood-detector in voor warmtegevoelige afbeeldinrichtingen.The invention relates to a cadmium-mercury telluride photodetector. Such detectors are used as an infrared detector in heat-sensitive display devices.
Tot nu toe zijn cadmium-kwik-telluride detectoren vervaardigd 5 door een van een kristal gesneden plaatje te bevestigen op een substraat van saffier en vervolgens het plaatje van cadmiumkwiktelluride te polijsten totdat de vereiste dikte (in het algemeen 10 tot 20 ym) is bereikt. Op het gevoelige kristallaagje worden metaalcontacten afgezet voor het vormen van een schikking in een rij of in rijen van 10 fotogeleidende infrarood-detectoren. Fotospanning-detectoren met een cadmiumkwiktelluride kristal zijn al vervaardigd door het kristallaag je met geschikte ionen te doteren. De samenstelling van het kristalplaatje (dat kan worden voorgesteld als Cd Hg Te) beïnvloedt de responsie van de detectoren. Wanneer dus x ongeveer 0,3 is, zijn 15 de detectoren hoofdzakelijk gevoelig voor infrarode straling in het golflengtegebied van van 3 ym tot 5 ym, terwijl wanneer x ongeveer 0,2 is, de detectoren in hoofdzaak gevoelig zijn voor straling in het gebied van 8 tot 14 ym. In ieder massaal gegroeid cadmiumkwiktelluride kristal zal de samenstelling niet alleen langs de as variëren maar 20 ook in de dwarsrichting. Aldus is een belangrijk probleem met bekende cadmiumkwiktelluride-detectorschikkingen de ongelijkmatiger responsie van detectoren in de schikking op straling met een golflengte tussen 3 en 5 ym en met een golflengte tussen 8 en 14 ym. Voorts brengt de vervaardiging van dergelijke detectoren met bekende werkwijzen 25 arbeidsintensieve slijp en polijst-technieken met zich mee. Voorbeelden van dergelijke technieken zijn beschreven in de Amerikaanse octrooi-schriften 3.963.925 en 4.037.311 en in de Europese octrooischriften 0007667 en 0007668 waarvan de inhoud door deze vermelding hier wordt geacht te zijn opgenomen.Thus far, cadmium-mercury telluride detectors have been manufactured by attaching a crystal-cut platelet to a sapphire substrate and then polishing the cadmium-mercury telluride platelet to the required thickness (generally 10 to 20 µm). Metal contacts are deposited on the sensitive crystal layer to form a row or row arrangement of 10 photoconductive infrared detectors. Photovoltage detectors with a cadmium mercury telluride crystal have already been manufactured by doping the crystal layer with suitable ions. The composition of the crystal slide (which can be represented as Cd Hg Te) influences the response of the detectors. Thus, when x is about 0.3, the detectors are mainly sensitive to infrared radiation in the wavelength range from 3 µm to 5 µm, while when x is about 0.2, the detectors are mainly sensitive to radiation in the range of 8 to 14 ym. In any mass-grown cadmium mercury telluride crystal, the composition will vary not only along the axis but also transversely. Thus, a major problem with known cadmium mercury telluride detector arrangements is the more uneven response of detectors in the arrangement to radiation with a wavelength between 3 and 5 µm and a wavelength between 8 and 14 µm. Furthermore, the manufacture of such detectors by known methods involves labor-intensive grinding and polishing techniques. Examples of such techniques are described in U.S. Pat. Nos. 3,963,925 and 4,037,311 and in European Patents Nos. 0007667 and 0007668, the contents of which are hereby incorporated by this disclosure.
30 De onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze voor de ver vaardiging van cadmiumkwiktelluride-fotodetectoren die tenminste gedeeltelijk de problemen overwint die hierboven zijn genoemd en die verenigbaar is met bestaande technieken.The present invention provides a method of manufacturing cadmium mercury telluride photodetectors that at least partially overcomes the problems mentioned above and is compatible with existing techniques.
84 1 500 5 - 2 - .............................(84 1 500 5 - 2 - ............................. (
Volgens een eerste aspect van de uitvinding omvat een werkwijze voor de vervaardiging van een cadmiumkwiktelluride-fotodetector de stappen van het epitaxiaal laten groeien van een cadmiumkwikte1lurider-laagje op een geschikt substraat, het bevestigen van de samenstelling 5 van het substraat en het cadmiumkwiktelluridelaagje op een steunplaat zodanig dat het cadmiumkwiktelluride-laagje wordt opgesloten tussen het substraat en de steunplaat, en het vervolgens tenminste gedeeltelijk weg etsen van de massa van het substraat door middel van een in hoofdzaak chemisch proces met een zure etsende oplossing.According to a first aspect of the invention, a method of manufacturing a cadmium mercury telluride photodetector comprises the steps of epitaxially growing a cadmium mercury lurider layer on a suitable substrate, attaching the composition of the substrate and the cadmium mercury telluride layer on a support plate such that the cadmium mercury telluride layer is trapped between the substrate and the backing plate, and then at least partially etch away the mass of the substrate by an essentially chemical process with an acid etching solution.
10 Het cadmiumkwiktelluride-laagje kan rechtstreeks worden beves tigd op de steunplaat of anders kan een passiverend laagje epitaxiaal worden gegroeid op het cadmiumkwiktelluride-laagje en zelf weer op de steunplaat worden bevestigd. Het passiverende laagje"kan geschikt cadmiumkwiktelluride zijn.The cadmium mercury telluride layer can be attached directly to the support plate or else a passivating layer can be grown epitaxially on the cadmium mercury telluride layer and reattached to the support plate itself. The passivating film "may suitably be cadmium mercury telluride.
15 De steunplaat kén worden bevestigd door kleven met was of door kleven met een epoxyhars en is op geschikte wijze van saffier.The support plate can be attached by sticking with wax or by sticking with an epoxy resin and is suitably sapphire.
Het substraat kan op geschikte wijze cadmiumtelluride, gallium-arsenidé, indium-antimonide of silisium zijn. Het substraat kan een epitaxiaal gegroeid oppervlakte laagje hebben teneinde de epitaxiale 20 groei van het cadmiumkwiktelluride-laagje te vergemakkelijken.The substrate may suitably be cadmium telluride, gallium arsenide, indium antimonide or silicon. The substrate may have an epitaxially grown surface layer to facilitate epitaxial growth of the cadmium mercury telluride layer.
Het substraat kan geheel of gedeeltelijk worden verwijderd door chemisch etsen.The substrate can be removed in whole or in part by chemical etching.
Volgens een ander aspect van de uitvinding omvat een cadmium-kwiktelluride-fotodetector een epitaxiaal gegroeid laagje van cadmium-25 kwiktelluride waarvan het substraat geheel of gedeeltelijk is verwijderd door een in hoofdzaak chemische ets-techniek. Het substraat kan op geschikte wijze cadmiumtelluride zijn. Het cadmiumkwiktelluride kan epitaxiaal worden gegroeid door middel van afzetting uit de damp van de chemische ontleding van een organische metaalverbinding, epitaxiale 30 groei met aanvoer uit een moleculaire straal, of een met behulp van een laser uitgevoerde afzetting- en ontlating-techniek.According to another aspect of the invention, a cadmium-mercury telluride photodetector comprises an epitaxially grown cadmium-25 mercury telluride layer from which the substrate has been wholly or partly removed by an essentially chemical etching technique. The substrate may suitably be cadmium telluride. The cadmium mercury telluride can be grown epitaxially by vapor deposition from the chemical decomposition of an organic metal compound, epitaxial growth with molecular beam feed, or a laser deposition and annealing technique.
Gevonden is dat een ets oplossing die bestaat uit een mengsel van fluorwaterstofzuur, salpeterzuur en melkzuur, bruikbaar is voor het etsen van met cadmiumtelluride, indiumantimonide en galliumarsenide 35 in verband staande verbindingen en legeringen die kunnen worden gebruikt 8415005 4 ~ _ 3 _ als substraten voor het epitaxiaal gegroeide cadmiumkwiktelluride in werkwijzen volgens de uitvinding. Dergelijke verbindingen en legeringen worden niet geetst met een merkbare snelheid indien zij zelfs naar een geringe hoeveelheid kwik bevatten. Aldus ets een etsoplossing die 5 bestaat uit gelijke hoeveelheden 48% fluorwaterstofzuur, geconcentreerd salpeterzuur en melkzuur, cadmiumtelluride met een snelheid van meer dan 350 ym/minuut en indium antinonide met een snelheid van meer dan 500 ym/minuut, maar ets deze oplossing Cd Hg Te (x=0,24) met eenIt has been found that an etching solution consisting of a mixture of hydrofluoric, nitric and lactic acids is useful for etching cadmium telluride, indium antimonide and gallium arsenide 35 compounds and alloys which can be used as substrates for 8415005 the epitaxially grown cadmium mercury telluride in methods of the invention. Such compounds and alloys are not etched at a noticeable rate if they contain even a small amount of mercury. Thus, etch an etching solution consisting of equal amounts of 48% hydrofluoric, concentrated nitric and lactic acids, cadmium telluride at a rate of more than 350 µm / minute and indium antinonide at a rate of more than 500 µm / minute, but etch this solution Cd Hg Te (x = 0.24) with a
X _L“XX _L “X
snelheid van minder dan 1 ym/minuut. Cd^Hg^ χΤβ wordt niet merkbaar 10 geetst door de etsoplossing volgens de uitvinding tenzij x groter is van 0,9. Kwiktelluride biedt eveneens weerstand tegen aantasting.speed of less than 1 ym / minute. Cd ^ Hg ^ χΤβ is not appreciably etched by the etching solution of the invention unless x is greater than 0.9. Mercury telluride also offers resistance to attack.
In de werkwijze volgens de uitvinding lean het cadmiumkwiktellu-ride-laagje epitaxiaal worden gegroeid op een passiverend laagje, bijvoorbeeld van cadmiumtelluride, welk passiverende laagjes kan 15 worden gegroeid op een zuur bestendig afsluitlaagje dat in het substraat is opgenomen. Onder een zuur bestendig afsluitlaagje wordt verstaan ieder laagje dat langzamer wordt geetst dat het substraat door de zure ets oplossing wordt geetst. indien de etsoplossing een mengsel is van fluorwaterstofzuur, salpeterzuur en melkzuur, kan het 20 afsluitlaagje een kwikverbinding zijn, bijvoorbeeld kwiktelluride.In the method according to the invention the cadmium mercury telluride layer can be grown epitaxially on a passivating layer, for example of cadmium telluride, which passivating layers can be grown on an acid-resistant sealing layer incorporated in the substrate. An acid resistant sealing layer is understood to mean any layer that is etched more slowly than the substrate is etched by the acid etching solution. if the etching solution is a mixture of hydrofluoric acid, nitric acid and lactic acid, the sealing layer may be a mercury compound, for example mercury telluride.
Het passiverende laagje dat wordt blootgelegd door het wegetsen van het substraat en van het afsluitlaagje (indien aanwezig) beschermd het cadmiumkwiktelluride-oppervlak.The passivating film exposed by etching away the substrate and the barrier film (if present) protects the cadmium mercury telluride surface.
Enkele uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zullen nu, 25 uitsluitend bij wijze van voorbeeld, worden beschreven met verwijzing naar de figuren 1 en 2 in de bijgaande tekeningen, waarvan: fig. 1 een doorsnede is van een cadmiumkwiktelluride-laagje dat is gevormd op een substraat met een kwiktellurideafsluitlaagje volgens de uitvinding, en 30 fig. 2 een schematische toelichting is bij wijze van voorbeeld van de stappen bij het vervaardigen van een cadmiumkwiktelluride-foto-detector volgens de uitvinding.Some embodiments of the invention will now be described, by way of example only, with reference to Figures 1 and 2 in the accompanying drawings, of which: Figure 1 is a sectional view of a cadmium mercury telluride layer formed on a substrate having a mercury telluride barrier film according to the invention, and FIG. 2 is a schematic illustration by way of example of the steps in manufacturing a cadmium mercury telluride photo detector according to the invention.
De in fig. 1 getoonde samengestelde laag omvat een betrekkelijk dik plaatje van cadmiumtelluride 1 dat is gezaagd uit een kristal dat 35 uit een massale smelt is gegroeid. Een 10 ym dik laagje cadmiumtelluride 84 1 50 0 5 Γ i ------ - 4 - _ ' · -· -Λ 2 is epitaxiaal afgezet op dit substraat. Een kwiktelluride afsluit-laagje 3 met de samenstelling HgTe en een dikte van ongeveer 0,25 ym wordt op het laagje 2 afgezet door middel van afzetting uit de damp van een chemische ontleding van een organische metaalverbinding. Een 5 tweede dun cadmiumtelluride-laagje 4 is epitaxiaal op dit laagje afgezet en vervolgens is op dit laagje weer een cadiumkwiktelluride-laagje 5 afgezet door middel van een techniek als bij het afzetten van het laagje 2. Tenslotte is op het laagje 5 een passiverend laagje 6 van cadmiiumtelluride weer met de techniek van het afzetten van het laagje 10 2 afgezet, of anders aangebracht vanuit een geschikte smelt (epitaxiale groei vanuit de vloeistoffase)1 Het onbedekte oppervlak van het laagje 6 is gekleefd aan een (niet getoonde) steunplaat van saffier met gebruikmaking van een was of van een epoxyhars. Het onbedekte oppervlak van de laag 1 wordt vervolgens in een etsbad geplaatst en 15 gedurende een paar minuten geetst door middel van een etsoplossing die bestaat uit ongeveer gelijke hoeveelheden 48% fluorwaterstofzuur, geconcentreerd salpeterzuur en melkzuur totdat het afsluitlaagje 3 is bereikt. De bekende techniek van het polijsten met de hand zal een aanzienlijke tijd nemen voor het verwijderen van de laagjes 1 en 2.The composite layer shown in Figure 1 comprises a relatively thick platelet of cadmium telluride 1 sawn from a crystal grown from a mass melt. A 10 µm thick layer of cadmium telluride 84 1 50 0 5 Γ i ------ - 4 - _ '· - · -Λ 2 is deposited epitaxially on this substrate. A mercury telluride barrier layer 3 having the composition HgTe and a thickness of about 0.25 µm is deposited on the layer 2 by vapor deposition of a chemical decomposition of an organic metal compound. A 5 second thin cadmium telluride layer 4 is deposited epitaxially on this layer and subsequently a cadium mercury telluride layer 5 is deposited on this layer again by means of a technique as when depositing the layer 2. Finally, on the layer 5 there is a passivating layer 6 of cadmiium telluride deposited with the technique of depositing the layer 2 2, or otherwise applied from a suitable melt (epitaxial growth from the liquid phase) 1 The exposed surface of the layer 6 is adhered to a sapphire support plate (not shown) using a wax or an epoxy resin. The uncovered surface of the layer 1 is then placed in an etching bath and etched for a few minutes by an etching solution consisting of approximately equal amounts of 48% hydrofluoric acid, concentrated nitric acid and lactic acid until the barrier layer 3 is reached. The known technique of hand polishing will take a considerable time to remove layers 1 and 2.
20 Het dunne afsluitlaagje 3 kan betrekkelijk vlug op beheerste wijze worden weggepolijst om een optisch vlak oppervlak van het cadmium-telluridelaagje 4 bloot te leggen. De cadmiumtelluride-laagjes 4 en 6 passiveren het oppervlak van het cadmiumkwiktelluride-laagje 5 en verhinderen dat dit in het gerede produkt aangetast raakt. De laagjes 25 1 en 2 kunnen bestaan uit galliumarsenide of uit indiumantimonide in plaats van uit cadmiumtelluride aangezien deze materialen beide worden weggeetst door het uit ΗΡ,ΗΝΟ^ en melkzuur bestaande etsmiddel.The thin sealing layer 3 can be polished away relatively quickly in order to expose an optically flat surface of the cadmium telluride layer 4. The cadmium telluride layers 4 and 6 passivate the surface of the cadmium mercury telluride layer 5 and prevent it from being attacked in the finished product. The layers 1 and 2 may consist of gallium arsenide or indium antimonide instead of cadmium telluride since these materials are both forgotten by the etchant consisting of ΗΡ, ΗΝΟ ^ and lactic acid.
Fig. 2a toont in bovenaanzicht een in doorsnede het verkregen samenstel dat een steunplaat 8 van saffier en een samengestelde laag 30 V die weer bestaat uit een cadmiumkwiktelluride-laagje 5, opgesloten tussen cadmiumtelluridelaagjes 4 en 6, omvat. Het samengestelde laagje 7 (dat terwille van de eenvoud als een enkel laagje is weergegeven) is aan de steunplaat 8 gekleefd door middel van een epoxyhars 9. Alvorens verder te gaan met de beschrijving van fig. 2 moet worden opge-35 merkt dat in de werkwijze volgens fig. 1 de Cd Te laagjes 4 en 6 des- 84 1 5 0 0 5 i— gewenst kunnen worden weggelaten, in welk geval het noodzakelijk is het blootgestelde oppervlak van het laagje 7 (fig. 2a) te passiveren door middel van een anodische film die kan worden gegroeid door middel van plasma-anodisering.Fig. 2a shows in top plan view a cross-section of the obtained assembly comprising a sapphire support plate 8 and a composite layer 30 V, which again consists of a cadmium mercury telluride layer 5 enclosed between cadmium telluride layers 4 and 6. The composite layer 7 (shown as a single layer for simplicity) is adhered to the support plate 8 by an epoxy resin 9. Before proceeding with the description of Fig. 2, it should be noted that in the method according to fig. 1 the CD too layers 4 and 6 can be omitted if desired, in which case it is necessary to passivate the exposed surface of the layer 7 (fig. 2a) by means of an anodic film that can be grown by plasma anodizing.
5 De volgende bewerking die in fig. 1 is aangegeven, is van toe passing op zowel een samengesteld als op een anodisch gepassiveerd cadmiumkwiktelluride-laagje 7 en is als volgt: b) Het laagje 7 wordt opgedeeld in afzonderlijke chips 10 van de benodigde afmetingen (bijvoorbeeld 2,6 mm x 0,6 mm), bijvoorbeeld 10 gebruik makend van een fotogevoelige laklaag als een maskeringslaag.5 The following operation, indicated in Figure 1, applies to both a composite and anodically passivated cadmium mercury telluride layer 7 and is as follows: b) The layer 7 is divided into separate chips 10 of the required dimensions ( for example 2.6 mm x 0.6 mm), for example using a photosensitive lacquer layer as a masking layer.
Dit kan hetzij door chemisch etsen of door middel van een verspaning met een ionenbundel worden bereikt.This can be accomplished either by chemical etching or by ion beam machining.
c) Elke chip 10 wordt gemonteerd op een afzonderlijk dielectrisch substraat 8' met een kleefmiddel 11 voor verdere verwerking.c) Each chip 10 is mounted on a separate dielectric substrate 8 'with an adhesive 11 for further processing.
15 d) Afzonderlijke chips worden met de hand gepolijst (chemo- mechanisch) om de gewenste dikte (ongeveer 5-20 .ym) te verkrijgen en om de randen af te ronden teneinde onderbrekingen in het volgende metalliserings-laagje te vermijden.D) Individual chips are hand polished (chemo-mechanical) to obtain the desired thickness (about 5-20 µm) and to round the edges to avoid interruptions in the next metallization layer.
Deze vermindering van de dikte en afronding kunnen ook worden 20 bewerkstelligd door het polijsten en etsen op een wijze als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4 037 311.This reduction in thickness and rounding can also be accomplished by polishing and etching in a manner as described in U.S. Patent 4,037,331.
e) Een anodische oxyde laag 12 wordt op elke chip, bijvoorbeeld door plasma-anodisering, gevormd teneinde de oppervlakte kwaliteit te verbeteren.e) An anodic oxide layer 12 is formed on each chip, for example by plasma anodization, to improve the surface quality.
25 Deze stap is niet nodig wanneer het laagje 7 een samengestelde laag is van cadmiumkwiktelluride, opgesloten tussen CdTe laagjes.This step is not necessary if the layer 7 is a composite layer of cadmium mercury telluride sandwiched between CdTe layers.
f) Een selectief blootgestelde fotogevoelige maskeringslaklaag 13 wordt over de chip in de vorm van een strook gevormd. Het onderliggende gemaskeerde gebied deffinieert het gepassiveerde gevoelige 30 gebied van de detector.f) A selectively exposed photosensitive masking lacquer layer 13 is formed over the chip in the form of a strip. The underlying masked area defines the passivated sensitive area of the detector.
g) De niet door de fotogevoelige laklaag beschermde gebieden worden met een metallisering voorzien, bijvoorbeeld door middel van een verstuivingsproces waarbij een Cr/Au laagje 14 wordt afgezet.g) The areas not protected by the photosensitive lacquer layer are provided with a metallization, for example by means of a sputtering process in which a Cr / Au layer 14 is deposited.
h) Een normaal halfgeleider/fotogevoelige laklaag-afhaal-bewer- 35 king (die het binnendringen door breuken in het metaallaagje 14 om de stroken 13 van een oplosmiddel met zich brengt) wordt uitgevoerd voor 84 1 5 0 05 prnmiimmlh) A normal semiconductor / photosensitive lacquer coating pick-up operation (involving the penetration by fractures into the metal layer 14 around the strips 13 of a solvent) is performed for 84 1 5 0 05 prnmiimml
Ill.ll ...-----—-----J; I—!, het verwijderen van het maskerende fotogevoelige laklaagje en het daarop aanwezige metaal waarbij het resterende metaallaagje op zowel de chips als het substraat achterblijft.Ill.ll ...-----—----- J; Removing the masking photosensitive lacquer layer and the metal present thereon, leaving the remaining metal layer on both the chips and the substrate.
i) Nog een op selectieve wijze blootliggend fotogevbelig maske-5 ringslaklaagje wordt aangebracht voor het bepalen van de actieve gebieden 15 en van hun electronen 16.i) Another selectively exposed photo-resistive masking lacquer layer is applied to determine the active regions 15 and their electrons 16.
j) Een ionen-bundel met hoge energie (bekend als verspaning met een ionenbundel) wordt gebruikt voor het aftekenen van het patroon van de rij-schikking. Dit laat op zijn beurt de flanken van de actieve 10 gebieden niet-gepassiveerd achter.j) A high energy ion beam (known as ion beam machining) is used to mark the row array pattern. This, in turn, leaves the edges of the active 10 areas non-passivated.
k) Een kwart^golflengte dielectrische film 17 van zinksulfide wordt boven op de voltooide rij-schikking afgezet teneinde het kwantum-rendement van de detector te vergrotèn.k) A quarter wavelength dielectric film 17 of zinc sulfide is deposited on top of the completed array to increase the detector's quantum efficiency.
Elke plaat 8' wordt vervolgens vastgezet op het eind van een 15 glazen buis die is voorzien van draden van goud die in axiale richting door zijn wanden lopen. Deze worden aan de electronen 16 vast gemaakt en bij gebruik wordt vloeibare stikstof in de holte gepompt die wordt bepaald door de plaat en de buis en daardoor worden de detectoren 15 afgekoeld tot 77°K.Each plate 8 'is then secured to the end of a glass tube fitted with gold threads running axially through its walls. These are attached to the electrons 16 and, in use, liquid nitrogen is pumped into the cavity defined by the plate and tube and thereby the detectors 15 are cooled to 77 ° K.
84 1 5 0 0 5 mi wi i '"Wi " m ........ i .uaiwj84 1 5 0 0 5 mi wi i '"Wi" m ........ i .uaiwj
Claims (19)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8324512 | 1983-09-13 | ||
| GB8324512 | 1983-09-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8415005A true NL8415005A (en) | 1986-07-01 |
Family
ID=10548717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8415005A NL8415005A (en) | 1983-09-13 | 1984-09-13 | INFRARED DETECTOR. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3447954A1 (en) |
| DK (1) | DK436984A (en) |
| FR (1) | FR2571896B1 (en) |
| GB (1) | GB2165089B (en) |
| IT (1) | IT8567524A0 (en) |
| NL (1) | NL8415005A (en) |
| NO (1) | NO843614L (en) |
| SE (1) | SE8504828D0 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2833757B1 (en) * | 2001-12-13 | 2004-11-05 | Commissariat Energie Atomique | LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A DEVICE |
| CN115197705B (en) * | 2022-05-30 | 2023-08-15 | 北京智创芯源科技有限公司 | Etching solution and thinning method of tellurium-cadmium-mercury infrared focal plane hybrid chip |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL6910274A (en) * | 1969-07-04 | 1971-01-06 | ||
| US4037311A (en) * | 1976-07-14 | 1977-07-26 | U.S. Philips Corporation | Methods of manufacturing infra-red detector elements |
| GB2027986B (en) * | 1978-07-31 | 1983-01-19 | Philips Electronic Associated | Infra-red detectors |
| GB2027556B (en) * | 1978-07-31 | 1983-01-19 | Philips Electronic Associated | Manufacturing infra-red detectors |
-
1984
- 1984-09-12 NO NO843614A patent/NO843614L/en unknown
- 1984-09-13 DE DE19843447954 patent/DE3447954A1/en not_active Withdrawn
- 1984-09-13 DK DK436984A patent/DK436984A/en not_active Application Discontinuation
- 1984-09-13 NL NL8415005A patent/NL8415005A/en not_active Application Discontinuation
- 1984-09-13 GB GB08423175A patent/GB2165089B/en not_active Expired
-
1985
- 1985-05-06 FR FR8507085A patent/FR2571896B1/en not_active Expired
- 1985-06-06 IT IT8567524A patent/IT8567524A0/en unknown
- 1985-10-16 SE SE8504828A patent/SE8504828D0/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2165089A (en) | 1986-04-03 |
| IT8567524A0 (en) | 1985-06-06 |
| FR2571896A1 (en) | 1986-04-18 |
| DK436984A (en) | 1985-07-15 |
| FR2571896B1 (en) | 1988-07-22 |
| SE8504828D0 (en) | 1985-10-16 |
| DE3447954A1 (en) | 1987-01-02 |
| GB2165089B (en) | 1987-06-03 |
| NO843614L (en) | 1986-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5340435A (en) | Bonded wafer and method of manufacturing it | |
| US5827751A (en) | Method of making semiconductor components, in particular on GaAs of InP, with the substrate being recovered chemically | |
| EP0162677B1 (en) | Method of forming a semiconductor device comprising an optical and an electronic element | |
| FR2878076A1 (en) | SLIMMING A SEMICONDUCTOR WAFER | |
| US4301591A (en) | Method of manufacturing infra-red detector elements | |
| US4310583A (en) | Manufacture of a group of infra-red detector elements, and a group so manufactured | |
| US4403397A (en) | Method of making avalanche photodiodes | |
| NL8415005A (en) | INFRARED DETECTOR. | |
| US4137107A (en) | Method of manufacturing a semiconductor device utilizing selective masking, deposition and etching | |
| US5470761A (en) | Process for fabricating a front surface resonant mesh array detector | |
| JPS63261851A (en) | Manufacture of semiconductor element | |
| GB2213957A (en) | Waveguide to opto-electronic transducer coupling | |
| US4126931A (en) | Method of passivating high-voltage power semiconductor devices | |
| JP2004221423A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH08236695A (en) | Three-dimensional integrated circuit device and fabrication therof | |
| EP0299570A1 (en) | Process for preparing oriented wafer substrates, from massive III-V semiconductor ingots | |
| JPS6423580A (en) | Semiconductor photodetector device | |
| JPS60217671A (en) | Manufacture of semiconductor radiation detector | |
| JP3390889B2 (en) | Manufacturing method of optical aperture | |
| JPH03270073A (en) | Insb photodiode array element | |
| JPS61139025A (en) | Production of semiconductor device | |
| JPS58164261A (en) | Manufacture of infrared ray image pickup device | |
| JPS6390867A (en) | Manufacture of semiconductor photodetector | |
| JPH0661545A (en) | Manufacture of hall element | |
| RU2114491C1 (en) | Silicon solar cell manufacturing process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BV | The patent application has lapsed |