一种高可靠InP台面光电探测器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高可靠InP台面光电探测器及其制备方法，包括提供一外延片，并在所述外延片上依次制作二阶梯台面、第一钝化层及金属层形成芯片样品；在所述芯片样品上淀积形成一第二钝化层，其中所述第二钝化层至少完全包覆所述金属层；在所述第二钝化层上对应于所述金属层的位置处光刻定义出键合窗口，所述键合窗口使对应位置的金属层的上表面显露于外形成键合区域，通过第一钝化层与第二钝化层的相互补充，极大程度地提高光电探测器在湿热环境工作的可靠性。工作的可靠性。工作的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠InP台面光电探测器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体光电探测器制备
，特别是涉及一种高可靠InP台面光电探测器及其制备方法。

技术介绍

[0002]InP光电探测器的基本结构主要有台面和平面两种，台面结构的优点是可以去掉平面结的弯曲部分，改善表面击穿电压，减小了边界电容和电感，有利于提高工作频率，适于高速通信传输。
[0003]现有InP台面光电探测器芯片在制备过程中，通常会在台面结构的表面和侧壁进行钝化和保护，以此来降低台面侧壁的电荷密度，从而降低暗电流，提高芯片的可靠性。
[0004]但现有的InP台面光电探测器芯片在制备完成后，其金属电极通常是裸露在外的，由于其金属电极等具有亲水性，在湿热的环境中，由于水汽的蒸发和凝结，通常会在芯片的表面聚集水汽，并且由于InP台面光电探测器芯片为P、N电极共面台面器件，聚集的水汽使得金属电极间发生短路，从而导致芯片的可靠性降低。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高可靠InP台面光电探测器及其制备方法，以解决现有技术中因金属电极上聚集水汽导致的短路以及芯片可靠性降低的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的第一方面提供一种高可靠InP台面光电探测器的制备方法，具体包括以下步骤：
[0007]S1：提供一外延片，并在所述外延片上依次制作二阶梯台面、第一钝化层及金属层形成芯片样品；
[0008]S2：在所述芯片样品上淀积形成一第二钝化层，其中所述第二钝化层至少完全包覆所述金属层；
[0009]S3：在所述第二钝化层上对应于所述金属层的位置处光刻定义出键合窗口，所述键合窗口使对应位置的金属层的上表面显露于外形成键合区域。
[0010]进一步的，所述步骤S1包括以下子步骤：
[0011]S101：提供一衬底，并在该衬底上依次生长N型InP层、InGaAs吸收层和P型InP帽层形成外延片；
[0012]S102：在所述外延片的上表面光刻定义出P台面区域以及形成于所述P台面区域之外的第一刻蚀窗口，所述第一刻蚀窗口使P型InP帽层的上表面显露于外，利用所述第一刻蚀窗口对外延片进行刻蚀形成第一台面；
[0013]S103：在所述第一台面表面光刻定义出N台面区域以及形成于所述N台面区域之外的第二刻蚀窗口，所述第二刻蚀窗口使N型InP层的上表面显露于外，利用所述第二刻蚀窗口对第一台面进行刻蚀形成第二台面，其中，所述第一台面和第二台面组合形成二阶梯台面；
[0014]S104：在所述二阶梯台面的上表面和侧壁区域淀积一层介质膜形成第一钝化层；
[0015]S105：在所述第一钝化层上溅射金属电极形成金属层。
[0016]进一步的，在步骤S102中，定义P台面区域及刻蚀形成第一台面的具体方法为：
[0017]采用PECVD工艺在外延片的上表面淀积一层介质膜；
[0018]在所述介质膜上定义出P台面区域，并光刻使P型InP帽层上对应于P台面区域之外的表面显露于外形成第一刻蚀窗口；
[0019]利用所述第一刻蚀窗口向下刻蚀外延片至N型InP层上表面形成第一台面。
[0020]进一步的，在步骤S103中，定义N台面区域及刻蚀形成第二台面的具体方法为：
[0021]在所述第一台面上定义出N台面区域，并光刻使N型InP层上对应于N台面区域之外的表面显露于外形成第二刻蚀窗口；
[0022]利用所述第二刻蚀窗口向下刻蚀N型InP层至衬底预设深度形成第二台面，其中，所述第一台面和第二台面组合形成二阶梯台面。
[0023]进一步的，在步骤S104中，采用PECVD工艺淀积形成所述第一钝化层，所述第一钝化层的厚度为
[0024]进一步的，在步骤S105中，所述金属电极包括形成于所述第一钝化层上并分别与N型InP层和P型InP帽层电接触的N电极和P电极；形成所述N电极和P电极的具体方法为：
[0025]在所述第一钝化层定义出N电极图案和P电极图案，在所述第一钝化层表面涂覆剥离胶膜并利用所述N电极图案和P电极图案光刻形成第一电极孔和第二电极孔；
[0026]利用所述第一电极孔和第二电极孔在所述第一钝化层上溅射金属层，并剥离胶膜形成N电极和P电极。
[0027]进一步的，所述第二钝化层的淀积厚度为
[0028]进一步的，所述步骤S3形成键合区域的具体方法为：
[0029]在所述第二钝化层上对应于N电极和P电极上方的位置处分别确定至少一键合图案，利用所述键合图案分别光刻定义出第一键合窗口和第二键合窗口，所述第一键合窗口使对应位置的N电极的上表面显露于外形成第一键合区域，所述第二键合窗口使对应位置的P电极的上表面显露于外形成第二键合区域。
[0030]本专利技术的第二方面提供一种高可靠InP台面光电探测器，包括形成于一外延片上的二阶梯台面、依次淀积于二阶梯台面之上的第一钝化层、金属层和第二钝化层以及形成于第二钝化层上并使对应位置的金属层显露于外的键合窗口，所述金属层对应于键合窗口的位置处形成提供外部接触的键合区域。
[0031]进一步的，所述金属层包括形成于所述第一钝化层上并与外延片电接触的N电极和P电极，所述键合窗口包括与N电极和P电极对应的第一键合窗口和第二键合窗口，所述键合区域包括对应形成于N电极和P电极上并与第一键合窗口和第二键合窗口对应的第一键合区域和第二键合区域。
[0032]本专利技术通过在金属层外沉积一层第二钝化层，第二钝化层在金属层上N电极和P电极距离较近的区域完全覆盖N电极和P电极，在N电极和P电极距离较远的少部分区域开设键合窗口，使N电极和P电极裸露出来方便键合以形成光电探测器芯片的焊盘，进而降低N电极和P电极因光电探测器芯片表面水汽凝结导致短路的风险，从而进一步提高芯片的可靠性。
附图说明
[0033]图1为本专利技术实施例1的高可靠InP台面光电探测器的制备方法的流程图。
[0034]图2为实施例1的制备方法中各步骤的结构示意图。
[0035]图3为图1中步骤S1的流程图。
[0036]图4为图3中步骤S105制备得到金属层的结构示意图。
[0037]图5为图1中步骤S3制备得到的第二钝化层的结构示意图。
[0038]图6为本专利技术实施例2的高可靠InP台面光电探测器的结构示意图。
[0039]说明书附图标记如下：
[0040]外延片100、P台面区域1A、第一刻蚀窗口1B、N台面区域1C、第二刻蚀窗口1D、衬底1、N型InP层2、InGaAs吸收层3、P型InP帽层4、二阶梯台面5、第一台面51、第二台面52、第一钝化层6、第一电极孔6a、第二电极孔6b、金属层7、N电极71、第一键合区域71a、P电极72、第二键合区域72a、第二钝化层8、第一键合窗口8a、第二键合窗口8b。
具体实施方式
[0041]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0042]实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高可靠InP台面光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提供一外延片，并在所述外延片上依次制作二阶梯台面、第一钝化层及金属层形成芯片样品；S2：在所述芯片样品上淀积形成一第二钝化层，其中所述第二钝化层至少完全包覆所述金属层；S3：在所述第二钝化层上对应于所述金属层的位置处光刻定义出键合窗口，所述键合窗口使对应位置的金属层的上表面显露于外形成键合区域。2.根据权利要求1所述的一种高可靠InP台面光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：S101：提供一衬底，并在该衬底上依次生长N型InP层、InGaAs吸收层和P型InP帽层形成外延片；S102：在所述外延片的上表面光刻定义出P台面区域以及形成于所述P台面区域之外的第一刻蚀窗口，所述第一刻蚀窗口使P型InP帽层的上表面显露于外，利用所述第一刻蚀窗口对外延片进行刻蚀形成第一台面；S103：在所述第一台面表面光刻定义出N台面区域以及形成于所述N台面区域之外的第二刻蚀窗口，所述第二刻蚀窗口使N型InP层的上表面显露于外，利用所述第二刻蚀窗口对第一台面进行刻蚀形成第二台面，其中，所述第一台面和第二台面组合形成二阶梯台面；S104：在所述二阶梯台面的上表面和侧壁区域淀积一层介质膜形成第一钝化层；S105：在所述第一钝化层上溅射金属电极形成金属层。3.根据权利要求2所述的一种高可靠InP台面光电探测器的制备方法，其特征在于，在步骤S102中，定义P台面区域及刻蚀形成第一台面的具体方法为：采用PECVD工艺在外延片的上表面淀积一层介质膜；在所述介质膜上定义出P台面区域，并光刻使P型InP帽层上对应于P台面区域之外的表面显露于外形成第一刻蚀窗口；利用所述第一刻蚀窗口向下刻蚀外延片至N型InP层上表面形成第一台面。4.根据权利要求3所述的一种高可靠InP台面光电探测器的制备方法，其特征在于，在步骤S103中，定义N台面区域及刻蚀形成第二台面的具体方法为：在所述第一台面上定义出N台面区域，并光刻使N型InP层上对应于N台面区域之外的表面显露于外形成第二刻蚀窗口；利用所述第二刻蚀窗口向下刻蚀N型...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐艳，黄晓峰，王立，崔大健，张承，陈伟，董绪丰，柴松刚，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十四研究所，
类型：发明
国别省市：