Способ изготовления фотодиодов на антимониде индия n-типа проводимости

 

Изобретение относится к технологии изготовления фотоприемников на основе антимонида индия. Цель изобретения - повышение выхода годных фотодиодов, пробивных напряжений фотодиодов и их стабильности за счет формирования в анодной окисной пленке отрицательного стабильного встроенного заряда. С этой целью формирование окисной пленки на поверхности легированных р-областей антимонида индия n-типа проводят анодным окислением. Окисление проводят в электролите, содержащем 0, 1 М раствор сернистого натрия в глицерине и изопропиловый спирт в объемном соотношении 1 : 1. Анодирование ведут в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,02-0,5 мА/см² или потенциостатическом режиме при напряжении 12-30 В. Величина отрицательного заряда составляет (0,2-3,0) · 10¹¹см^-2. 1 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, чувствительных к ИК-излучению, в частности одно- и многоэлементных фотодиодов на антимониде индия (InSb), и может быть использовано в особенности, при изготовлении линейчатых и матричных фотодиодов с высокими и стабильными фотоэлектрическими параметрами. Целью изобретения является повышение выхода годных пробивных напряжений фотодиодов и их стабильности за счет формирования в анодной окисной пленке отрицательного стабильного встроенного заряда. П р и м e р. Способ опробовают при изготовлении линейчатых 64-элементных фотодиодов на InSb марки ИСЭ-2В. Изготовляют 6 партий по 12 фотодиодов каждая, отличающихся режимом анодного окисления. Процесс изготовления включает предварительные и межоперацианные обработки пластин InSb, формированые р⁺-n-переходов и охранного кольца имплантацией ионов бериллия с последующим отжигом, формирoвание анодной окисной пленки, нанесение пассивирующего слоя моноокиси кремния термическим распылением, вскрытие контактных окон в диэлектрических слоях, нанесение металлизации напылением системы Cr+Au, формирование контактного рисунка с помощью фотолитографии. Затем пластины разрезают на линейки, которые разбраковываются по вольт-амперным характеристикам и количеству короткозамкнутых элементов (не более 1), приклеивают на сапфировые подложки и разваривают на растр. Линейки капсулируют, капсулы приклеивают к держателю, имевшему непрозрачный для видимого света фильтр из InAs. Испытания фотодиодов проводят с холодильником дроссельного типа. В каждой партии определяют проценты выхода, пробивные напряжения U_n и стабильность параметров, которую оценивают по величинам пробивных напряжений, измеряемых после трехсуточного прогрева фотодиодов при температуре 80^oС U^п_n.. Для получения сравнительных данных готовят партию фотодиодов по способу прототипу, в котором анодное окисление проводят в электролите на основе (NH₄)H₂S₂ O₈ в вольт-статическом режиме с постадийным повышением напряжения от 1 до 18 В ступенями по 1-5 В и выдержкой на последней стадии 10 мин. Режимы анодного окисления по партиям и полученные результаты представлены в таблице. Как видно из таблицы, использование способа позволяет повысить выход годных фотодиодов почти в два раза, увеличить пробивное напряжение и его стабильность. Состав раствора определен верхним пределом растворимости в глицерине, а объемное соотношение смеси раствора и изопропилового спирта выбрано так, чтобы обеспечить получение наиболее однородной по поверхности пластины толщины пленки. При плотностях тока ниже 0,02 мА/см² образования окисной пленки практически не происходит. При увеличении плотности тока свыше 0,5 мл/см² и напряжения свыше 30 В происходит смена знака встроенного заряда на положительный и растет его величина. При напряжениях ниже 12 В формируется пленка толщиной менее 300 , из-за чего она не в достаточной мере защищает поверхность кристалла от вредных воздействий при напылении следующего толстого пассивирующего покрытия. Данный способ особенно эффективен при изготовлении фотодиодов с охранным кольцом, так как в этом случае он обеспечивает полное и стабильное отсутствие канала на р-области, а возможное влияние слабой инверсии на поверхности n-области за счет получения больших величин отрицательного встроенного заряда устраняется охранным кольцом.

Формула изобретения

Способ изготовления фотодиодов на антимониде индия n-типа проводимости, включающий подготовку поверхности исходной пластины антимонида индия, формирование легированных областей p-типа проводимости, анодное окисление в электролите, содержащем раствор электропроводной добавки в глицерине и органический растворитель в объемном соотношении 1 1, нанесение пассивирующего диэлектрика и формирование контактной системы, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных фотодиодов, пробивных напряжений фотодиодов и их стабильности за счет формирования в анодной окисной пленке отрицательного стабильного встроенного заряда, анодное окисление проводят в электролите, содержащем в качестве электропроводной добавки сернистый натрий в количестве 0,1, а в качестве органического растворителя изопропиловый спирт, при этом анодное окисление ведут в гальваностатическом режиме при плотности тока 0,02 0,5 мА/см² или вольтстатическом режиме при напряжении 12 - 30 В.

РИСУНКИ

Рисунок 1