基于热扩散制备平面Pn结Insb红外焦平面芯片 - 激光与红外.PDFVIP

第４４卷　 第７期　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．７ 　 ２０１４年７月　　　 　 　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｊｕｌｙ，２０１４ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１４）０７０７５７０６ ·红外材料与器件 · 基于热扩散制备平面ＰＮ结 ＩｎＳｂ红外焦平面芯片 亢　?，邱国臣 （华北光电技术研究所，北京 １０００１５） 摘　要：研究了一种基于在锑化铟衬底材料上以热扩散工艺制备平面ＰＮ结的红外焦平面阵 列（ＩＲＦＰＡ）探测器芯片结构及其工艺流程。根据锑化铟材料的特性设计了新的焦平面器件制 备流程，选择了等离子增强化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）淀积的非晶氧化硅（ＳｉＯ）、氮氧化硅 ２ （ＳｉＯＮ）薄膜作为扩散工艺中的掩膜材料。在此基础上制备出了具有较好的ＩＶ特性曲线的焦 平面芯片。 关键词：锑化铟；红外焦平面阵列探测器；平面ＰＮ结；热扩散 中图分类号：ＴＮ２１３　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１４．０６．０１１ ＩｎＳｂＩＲＦＰＡｄｅｔｅｃｔｏｒｃｈｉｐｗｉｔｈｐｌａｎａｒＰＮｊｕｎｃｔｉｏｎｂａｓｅｄ ｏｎｔｈｅｒｍａｌｄｉｆｆｕｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ ＫＡＮＧＺｈｅ，ＱＩＵＧｕｏｃｈｅｎ （ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙｓ（ＩＲＦＰＡ）ｄｅｔｅｃｔｏｒｃｈｉｐｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｐｌａｎａｒＰＮ ｊｕｎｃｔｉｏｎｏｎＩｎＳｂｓｕｂｓｔｒａｔｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｍａｌｄｉｆｆｕｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｓｔｕｄｉｅｄＡｎｅｗＩＲＦＰＡｄｅｖｉｃｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｍａｔｅｒｉａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＩｎＳｂＡｍｏｒｐｈｏｕｓｓｉｌｉｃｏｎｄｉｏｘｉｄｅ（ＳｉＯ），ｓｉｌｉｃｏｎｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ（ＳｉＯＮ） ２ ｔｈｉｎｆｉｌｍｄｅｐｏｓｉｔｅｄｂｙｐｌａｓｍａｅｎｈａｎｃｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＰＥＣＶＤ）ｉｓｃｈｏｓｅｎａｓｍａｓｋｉｎｔｈｅｒｍａｌｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｅ，ｆｏｃａｌｐｌａｎｅｃｈｉｐｗｉｔｈｂｅｔｔｅｒＩＶｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｉｓｐｒｅｐａｒｅｄ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩｎＳｂ；ＩＲＦＰＡｄｅｔｅｃｔｏｒ；ｐｌａｎａｒＰＮｊｕｎｃｔｉｏｎ；ｔｈｅｒｍａｌｄｉｆｆｕｓｉｏｎ １　引　言 结的最常用工艺，但存在成本较高，离子注入后的 ［２］ 锑化铟材料制备红外焦平面探测器，通常是采 ＰＮ结需要进行退火等缺点 。相比于离子注入工 用在单晶圆片上直接成结然后钝化的工艺流程进行 艺，热扩散工艺成结有成本低廉，不需要掺杂后的复 制备。焦平面型探测器的大分辨率ＰＮ结阵列主要 杂的退火工艺等优点，制备的焦平面芯片ＩＶ性能 有台面型和平面型两种基本结构。台面型ＰＮ结具