倾斜台面的制备方法及探测器的制备方法与流程

文档序号:15621028发布日期:2018-10-09 22:07阅读:283来源:国知局

本发明属于半导体技术领域,尤其涉及一种倾斜台面的制备方法及探测器的制备方法。



背景技术:

由于大气中臭氧和其它分子的吸收与散射作用,波长在100纳米至280纳米范围内的紫外辐射在地面上几乎不存在,因此,将该日盲区波段作为响应波段的紫外探测器,具有自然光辐射背景干扰小、虚假预警率低等优点,在紫外预警、紫外通信、紫外天文等领域有着重要的应用前景。

具有正倾角台面的紫外探测器能够有效抑制器件提前击穿,且台面倾斜角度越小,越有利于抑制器件提前击穿。通常情况下,正倾角台面通过光刻胶回流方法制备得到。目前,制备倾斜角台面的方法是采用高温加热的方式,在晶片上涂覆光刻胶层后,将晶片放置在温度恒定的加热板上加热,使光刻胶快速回流,但是,这种方式会导致刻蚀后的台面出现锯齿状侧壁,导致器件表面漏电流增大。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明实施例提供了一种倾斜台面的制备方法及探测器的制备方法,以解决现有技术中制备的倾斜角度的台面出现锯齿状侧壁,导致器件表面漏电流增大的问题。

本发明实施例第一方面的提供了一种倾斜台面的制备方法,包括:

在晶片的台面区涂覆光刻胶层;

将涂覆光刻胶层后的晶片从第一预设温度加热至第二预设温度;

对经过加热后的晶片进行刻蚀处理,制备具有预设倾斜角度的台面;

去除制备台面后的晶片台面区的光刻胶层。

可选的,所述对经过加热后的晶片进行刻蚀处理,包括:

对经过加热后的晶片进行多次循环干法刻蚀。

可选的,所述将涂覆光刻胶层后的晶片从第一预设温度加热至第二预设温度,包括:

在2分钟至20分钟内将涂覆光刻胶层后的晶片从第一预设温度加热至第二预设温度,所述第一预设温度为80℃至100℃,所述第二预设温度为140℃至200℃。

可选的,所述晶片从下至上依次为衬底、碳化硅p+层、碳化硅n层、碳化硅n-层和碳化硅n+层;或

所述晶片从下至上依次为衬底、碳化硅p+层、碳化硅n-层和碳化硅n+层;或

所述晶片从下至上依次为衬底、碳化硅p+层和碳化硅n层。

进一步的,所述衬底为碳化硅衬底。

可选的,所述台面的倾斜角度小于20度。

本发明实施例第二方面提供一种探测器的制备方法,包括:

通过如本发明实施例第一方面所述的方法在晶片上制备台面;

在制备台面后的晶片的欧姆接触电极区制备欧姆接触电极;

在所述晶片的除欧姆接触电极区以外区域上表面和所述台面的侧面生长钝化层。

可选的,所述钝化层为氧化硅层、氧化铝层、氧化铬层、氧化钇层和氮化硅层中的一种或多种的组合。

可选的,所述钝化层的厚度为50纳米至500纳米。

可选的,所述欧姆接触电极的材料为镍、钛、铝、金中的一种或多种的组合。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:本发明实施例通过从低温到高温的变温加热工艺对涂覆光刻胶层后的晶片进行加热,使光刻胶回流形成平滑的斜坡,再通过刻蚀多次循环刻蚀制备出小角度倾斜的台面,能够使台面的侧壁非常平滑,从而降低器件表面的漏电流。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的倾斜台面的制备方法的实现流程示意图;

图2是本发明实施例提供的倾斜台面的制备方法的结构剖视图;

图3是本发明实施例提供的探测器的制备方法的实现流程示意图;

图4是本发明实施例提供的探测器的制备方法的结构剖视图。

具体实施方式

以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。

请参考图1,倾斜台面的制备方法包括:

步骤s101,在晶片的台面区涂覆光刻胶层。

在本发明实施例中,晶片为碳化硅晶片、氮化镓晶片或其他能制备雪崩光电二极管的晶片。优选的,晶片为碳化硅晶片。碳化硅材料由于具有禁带宽度大、热导性能好、电子饱和漂移速度高、化学性能稳定和低的缺陷密度等优点,是制备紫外光电探测器件的优选材料。晶片的台面区为制备的台面所在的区域,请参考图2,通过旋涂法在晶片的台面区涂覆光刻胶层206。

可选的,所述晶片从下至上依次为衬底、碳化硅p+层、碳化硅n层、碳化硅n-层和碳化硅n+层;或所述晶片从下至上依次为衬底、碳化硅p+层、碳化硅n-层和碳化硅n+层;或所述晶片从下至上依次为衬底、碳化硅p+层和碳化硅n层。

在本发明实施例中,碳化硅p+层为重掺杂碳化硅p型层,碳化硅n-层为轻掺杂碳化硅n型层,碳化硅n+层为重掺杂碳化硅n型层。一种实现方式中,如图2所示,晶片从下至上依次为衬底201、碳化硅p+层202、碳化硅n层203、碳化硅n-层204和碳化硅n+层205,其中,碳化硅p+层202的掺杂浓度为1×1018cm-3至1×1020cm-3,碳化硅n层203的掺杂浓度为1×1017cm-3至5×1018cm-3,碳化硅n-层204的掺杂浓度为1×1015cm-3至1×1017cm-3,碳化硅n+层205的掺杂浓度为1×1018cm-3至1×1020cm-3。另一种实现方式中,晶片从下至上依次为衬底、碳化硅p+层、碳化硅n-层和碳化硅n+层,形成pin结构,其中,碳化硅p+层的掺杂浓度为1×1018cm-3至1×1020cm-3,碳化硅n-层的掺杂浓度为1×1015cm-3至1×1017cm-3,碳化硅n+层的掺杂浓度为1×1018cm-3至1×1020cm-3。另一种实现方式中,晶片从下至上依次为衬底、碳化硅p+层和碳化硅n层,形成pn结构,其中,碳化硅p+层的掺杂浓度为1×1018cm-3至1×1020cm-3,碳化硅n层的掺杂浓度为5×1017cm-3至1×1020cm-3

步骤s102,将涂覆光刻胶层后的晶片从第一预设温度加热至第二预设温度。

在本发明实施例中,将加热板升温至第一预设温度,然后将晶片放置到加热板上,对晶片进行加热,同时,将加热板的温度逐渐升温至第二预设温度,加热板升温至第二预设温度后,取下晶片。从第一预设温度升温至第二预设温度可以为线性升温过程也可以为非线性升温过程,本发明实施例不做限定。如图2所示,光刻胶层206在变温加热后形成平滑的斜坡。

可选的,步骤s102的实现方式为:在2分钟至20分钟内将涂覆光刻胶层后的晶片从第一预设温度加热至第二预设温度,所述第一预设温度为80℃至100℃,所述第二预设温度为140℃至200℃。

在本发明实施例中,首先将加热板的温度升温至80℃至100℃之间的某一温度,然后将晶片放置在加热板上,并在在2分钟至20分钟内,将加热板继续升温至140℃至200℃之间的某一温度,然后取下晶片,晶片上的光刻胶层在加热过程中回流形成平滑的斜坡。本发明实施例中,加热板的初始温度小于80℃时,会导致光刻胶回流太慢,光刻胶回流时间长,加热板的温度大于200℃时,会导致光刻胶发生碳化而糊掉。对晶片的加热时间控制在在2分钟至20分钟,加热时间太短,会导致台面正倾角太大,不利于抑制器件提前击穿,加热时间太长,会导致光刻胶变硬甚至发生碳化。

步骤s103,对经过加热后的晶片进行刻蚀处理,制备具有预设倾斜角度的台面。

在本发明实施例中,如图2所示,对加热后的晶片进行刻蚀处理,刻蚀至碳化硅p+层202,制备出台面。

可选的,步骤s103的实现方式为:对经过加热后的晶片进行多次循环干法刻蚀。

在本发明实施例中,多次循环刻蚀能够减小器件表面的刻蚀损伤,刻蚀次数在2次至50次,每次刻蚀时间为30秒至3分钟。

步骤s104,去除制备台面后的晶片台面区的光刻胶层。

可选的,所述台面的倾斜角度小于20度。

本发明实施例通过从低温到高温的变温加热工艺对涂覆光刻胶层后的晶片进行加热,使光刻胶回流形成平滑的斜坡,再通过多次循环刻蚀制备出小角度倾斜的台面,能够使台面的侧壁非常平滑,从而降低器件表面的漏电流。

实施例二

请参考图3,探测器的制备方法,包括:

步骤s301,通过本发明实施例一所述的方法在晶片上制备台面。

在本发明实施例中,请参考图2,通过本发明实施例一所述的方法在晶片上制备出具有预设倾斜角度、侧壁平滑的台面。

步骤s302,在制备台面后的晶片的欧姆接触电极区制备欧姆接触电极。

在本发明实施例中,请参考图4,欧姆接触电极207位于台面上表面和非台面区上表面,其中,非台面区为晶片中除台面区以外的区域。台面上表面的欧姆接触电极207为n型电极,非台面区上表面的欧姆接触电极207为p型电极,且非台面区上表面的欧姆接触电极为环绕台面的环形电极。具体的,通过光刻工艺在晶片上除欧姆接触电极区以外的区域涂覆光刻胶层,然后通过蒸发工艺在晶片的欧姆接触电极区蒸发金属层,然后去除光刻胶层并进行退火处理后,形成欧姆接触电极207。

可选的,所述欧姆接触电极207的材料为镍、钛、铝、金中的一种或多种的组合。

步骤s303,在制备欧姆接触电极后的晶片的除欧姆接触电极区以外区域上表面和所述台面的侧面生长钝化层。

在本发明实施例中,请参考图4,制备欧姆接触电极后的晶片上表面和台面的侧面生长钝化层208,然后,通过光刻和刻蚀工艺去除欧姆接触电极上表面的钝化层208,制备出探测器。

本发明实施例通过从低温到高温的变温加热工艺对涂覆光刻胶层后的晶片进行加热,使光刻胶回流形成平滑的斜坡,再通过多次循环刻蚀制备出小角度倾斜的台面,能够使台面的侧壁非常平滑,从而降低器件表面的漏电流。

应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。

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