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一种基于ALD沉积Al2O3作掩膜的超声湿法刻蚀方法


技术摘要:
本发明公开了一种基于ALD沉积Al2O3作掩膜的超声湿法刻蚀方法。本方法步骤如下:第一步,使用原子沉积技术(ALD)在Ⅲ‑Ⅴ族合金半导体器件样品表面沉积Al2O3薄膜;第二步,采用光刻、腐蚀工艺,选择性刻蚀Al2O3,形成Al2O3台面图案掩膜;第三步,在超声清洗机中边超声边  全部
背景技术:
Ⅲ-Ⅴ族合金半导体(特别是InAs、InSb、InAsSb等),因其具有的快响应速度,高载 流子迁移速率和较低的室温俄歇复合系数等优良特性,且禁带宽度可以覆盖中波红外和长 波红外两个大气窗口,因此在制备室温红外探测器方面有很大的优势[1-2]。目前在Ⅲ-Ⅴ 族合金半导体台面器件制备中,湿法刻蚀方法因其操作简单、选择性好且对器件损伤小的 优点而被经常采用。但普通的光刻胶掩膜在腐蚀液中长时间刻蚀或超声振动下,很容易发 生脱胶现象,并且Ⅲ-Ⅴ族合金在刻蚀的过程中也会出现导电物质富集于台阶侧面的现象, 导致器件表面漏电,性能下降。 原子沉积技术(ALD)是通过将气相前驱体交替脉冲通入反应室并在沉积基体表面 发生气固相化学吸附反应形成薄膜的一种方法[3]。采用ALD方法在表面沉积结合力更强且 不易被湿法刻蚀Ⅲ-Ⅴ族合金的腐蚀液所腐蚀的Al2O3薄膜作掩膜,在超声环境下进行湿法 刻蚀,可以减少刻蚀后侧面的导电物质残留,降低器件暗电流密度、提高器件性能。所引用 文献如下: [1]A .Venter ,P .Shamba ,L .Botha ,et  al .Growth  and  electrical  characterization  of  Zn-doped  InAs  and  InAs1-xSbx[J].Thin  Solid  Films,2009,517: 4468-4473. [2]R .Lal ,P .Chakrabarti .A  comparison  of  dominant  recombination  mechanisms  in  n-type  InAsSb  meterials[J].2006,52:33-39. [3]V.Miikkulainen,M. M.Ritala,et  al,Crystallinity  ofinorganic  films  grown  by  atomic  layer  deposition:Overview  and  general  trends,Journal  of  Applied  Physics,113(2013)021301.
技术实现要素:
本发明目的是提出了一种基于ALD沉积Al2O3作掩膜的超声湿法刻蚀方法,改善Ⅲ- Ⅴ族合金半导体台面器件在湿法刻蚀台阶后侧面容易富集导电物质的问题,从而降低器件 暗电流密度、提高器件性能。 本发明方法的使用具体步骤为: 第一步,使用原子沉积技术ALD在Ⅲ-Ⅴ族合金半导体器件样品表面沉积Al2O3薄 膜,薄膜的厚度为100-200nm; 第二步,采用光刻、腐蚀工艺,选择性刻蚀Al2O3,形成Al2O3台面图案掩膜; 第三步,在超声清洗机中边超声边进行湿法刻蚀,刻蚀出所需台面。超声频率为 3 CN 111584359 A 说 明 书 2/2 页 40KHz,超声功率为25-35W; 第四步,使用BOE腐蚀液去除Al2O3掩膜。 本发明的优点在于:一方面,使用ALD沉积Al2O3替代光刻胶作掩膜,防止因湿法刻 蚀时间过长或超声振动而发生脱胶的现象;另一方面,边超声边进行湿法腐蚀,可以防止导 电残留物富集在台阶侧面,形成导电通道,有效地降低器件暗电流密度、提高器件性能。 附图说明 图1是Al2O3作掩膜的超声湿法刻蚀台面的流程图。 图2是不同台面刻蚀方法制备的Ⅲ-Ⅴ族合金半导体器件的I-V曲线。
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