锑化铟红外焦平面阵列制备技术

锑化铟作为制备中波红外探测器的主流材料,其光敏芯片规模经历了单元、多元、线列到面阵的发展过程。出于市场应用需求,光敏芯片的制备技术不断更新换代。按发展先后顺序介绍了锑化铟光敏芯片PN结的制备技术,具体包括热扩散技术、离子注入技术和外延技术。目前国内成熟的光敏芯片成结技术为热扩散技术。国外主流厂家在热扩散、离子注入、外延工艺方面都已研发成熟,并投入实际生产。着重介绍了三种工艺技术的优缺点及配套的焦平面阵列结构设计。     

感应耦合等离子体干法刻蚀锑化铟薄膜研究

应用感应耦合等离子体技术首次实现了对锑化铟薄膜的干法刻蚀。朗缪尔探针诊断结果表明 :射频电源功率为 2 0 0 W时 ,在刻蚀样品附近的等离子体离子密度最大达 6.71 70× 1 0 1 0 cm- 3。以 CCl F2 为刻蚀气体 ,进气流量 2 m L/min,RF功率 2 0 0 W,等离子体反应刻蚀运行气压 7.98Pa时 ,对 In Sb-In薄膜进行了感应耦合等离子体干法刻蚀 ,获得刻蚀图形 ,宽深比为 5     

铍注入锑化铟快速热退火的研究

借助ＳＩＭＳ、ＡＥＳ、ＲＢＳ和ＴＥＭ对Ｂｅ注入ＩｎＳｂ的快速热退火特性进行了深入的研究．Ｂｅ注入能量为１００ｋｅＶ，注人剂量为５×１０１４ｃｍ－２．快速热退火温度范围为３００—５００℃，退火时间为３０—６０秒．结果表明，快速退火后，Ｂｅ注入分布剖面的内侧不存在再分布，但峰值浓度有不同程度的降低，表面存在Ｂｅ的外扩散．３５０℃退火，Ｂｅ注入ＩｎＳｂ的晶体损伤基本消除，ＩｎＳｂ表层不存在化学配比的偏离．退火温度超过３５０℃，ＩｎＳｂ表层发生热分解，产生Ｓｂ的耗尽，形成由Ｉｎ、Ｓｂ及其氧化物组成的复杂结构．     

锑化铟离子注入退火技术研究

对锑化铟（InSb）铍离子（Be+）注入后的快速退火技术进行了研究,并对不同退火温度和时间的晶片进行了工艺实验,通过测试其PN结I-V特性,对比了不同快速退火条件对PN结特性的影响,确定在一定快速热退火条件下可以获得高质量的PN结,并对试验结果进行了分析。     

优质锑化铟晶体和探测器组件

本文介绍采用（２１１）方向生长的ＩｎＳｂ晶体，在均匀性方面有明显的改善，用此晶体制造的３～５μｍ光伏探测器组件，有优越的性能，该产品已提供用户使用８年之久，性能一直保持稳定。     

256元锑化铟光伏焦平面探测器

本文从几个方面简要介绍了２５６元锑化铟光伏焦平面探测器的研究情况，并从焦平面的角度讨论了长线列探测器的工艺及设计要求，另外也介绍了信号处理电路的研制情况以及如何完成焦平面的互连及测试工作。最后介绍了器件的测试结果及一些应用情况。     

快启动锑化铟红外探测器组件

本文报导了一种新型的红外探测器组件，该实用化组件具有无杜瓦结构，体积小，重量轻，快启动等特点。     

高灵敏度室温锑化铟红外探测器研制

通过对室温工作的光导型锑化铟红外探测器的设计与工艺研究,在理论分析和工艺实验的基础上,优选制造灵敏元的材料,精心设计探测器的光学系统,改进制造工艺,实现对灵敏元精密腐蚀的有效控制等。研制成功的电压响应率达103V/W,黑体探测率达1010cm.Hz1/2.W-1左右,光谱响应范围2~8μm,响应时间≤2×10-8s的高性能、高稳定、高可靠器件。     

光伏型锑化铟多元红外探测器

本文简要介绍用箱法扩散成结,蒸发SiO_2钝化表面和金属化层作欧姆接触,热压焊等类似Si集成电路工艺研制的InSb多元红外探测器的情况,获得了高阻抗、无串扰的线列器件。并就工艺对串扰和均匀性的影响进行讨论。     

InSb的镁,锌离子注入

本实验选择较轻元素镁和较重元素锌对n~-InSb进行离子注入,用LSS理论估算了注入离子浓度和结深,结合霍耳测量结果就理论值与测量值的差异进行分析,提出实验中存在的注入离子反射损失率问题,考虑了离子反射损失的修正并估算了几个样品的有效注入离子的掺杂效率。     

InSb阵列探测芯片的感应耦合等离子反应刻蚀研究

利用感应耦合等离子（ICP）反应刻蚀（RIE）进行了InSb阵列芯片台面刻蚀,并利用轮廓仪、SEM及XRD对台面形貌以及刻蚀损伤进行分析。采用优化的ICP刻蚀参数,实现的刻蚀速率为70~90 nm/min,刻蚀台阶垂直度~80°,刻蚀表面平整光滑、损伤低。与常规的湿法腐蚀相比,明显降低了侧向钻蚀。台面采用此反应刻蚀工艺,制备了具有理想I-V特性的320×256 InSb探测阵列芯片,在-500 mV到零偏压范围内,光敏元（面积23 μm×23 μm）的动态阻抗（Rd）大于100 MΩ。     

InSb光导探测器量子效率研究

在对InSb光导探测器量子效率理论分析的基础上,提出两种可有效提高量子效率的方法及其实现方法,并给出相关的应用结果。     

InSb中Be离子注入成结研究

进行了InSb中Be注入成结实验研究。得到的二极管在77 K低背景下测得的特性为:正向电流-电压遵守I0eqv/βKT规律,其中β为1.6,在-0.1 V时反向电流密度为2.14×10-7A/cm2,在-1 V时反向电流密度为3.9×10-6A/cm2,优值因子R0A为1.89×105Ωcm2。经装入结构测试,芯片光电性能达到生产要求水平。     

反应离子刻蚀InSb芯片引入的损伤研究

应用CH₄/H₂/Ar作为刻蚀气源对InSb微台面阵列进行了反应离子刻蚀,并对刻蚀后引入的损伤进行了分析。实验证实利用干法刻蚀与湿法腐蚀相结合的方法能有效地减少刻蚀引入的缺陷和损伤,获得较好的电学特性,达到低损伤刻蚀InSb材料的目的。     

平面PN结InSb红外焦平面探测器的研究

研究了基于Be离子注入技术的平面型和Cd扩散技术的台面型锑化铟红外焦平面阵列（IRFPA）探测器芯片工艺流程。并进行了芯片I－V、成像结果等对比测试,Be离子注入平面型器件和扩散台面型芯片的性能水平相当,具备一定的工程应用水平。     

干法刻蚀InSb时Ar气含量的选取

感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术是目前国际制备InSb台面结型焦平面阵列技术的主流技术之一。文章研究采用ICP刻蚀技术,以CH4/H2/Ar刻蚀气体体系对InSb材料进行干法刻蚀时刻蚀气体体系中Ar气体积组分对材料刻蚀形貌及器件性能的影响。实验方案设置为在控制其他实验变量相同的情况下设置不同Ar气体积分数的刻蚀气体体系对InSb材料进行台面蚀刻,通过扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜考察台面刻蚀形貌,通过I-V测试得到的器件性能结果考察刻蚀损伤情况。从实验结果得到,Ar体积占据总气体体积的30%～35%时台面刻蚀形貌良好,表面损伤轻,器件性能良好,刻蚀工艺满足要求。