本發明專利技術公開了一種應用雙色紅外材料制備探測器芯片的方法及系統，其制備工藝簡單。該方法包括：制備雙色紅外材料；然后進行臺面刻蝕處理和離子注入區刻蝕，在InSb襯底上注入Be離子，形成P-on-N二極管，在HgCdTe材料上注入B離子，形成N-on-P二極管；將離子注入后的所述雙色紅外材料在保護氣氛下進行退火處理；再在等離子體氣體中進行鈍化層生長，所述鈍化層的厚度為400-800納米；在等離子體氣體、甲烷和氫氣中進行接觸孔刻蝕；然后進行金屬膜層沉積處理和電極處理形成雙色探測器芯片。紅外探測材料的制備系統包括雙色紅外探測材料制備系統、刻蝕設備、離子注入設備、退火設備、磁控濺射設備、離子銑設備和電極處理設備。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及通信
，尤其涉及一種應用雙色紅外材料制備探測器芯片的方法及系統。
技術介紹
紅外探測器芯片可廣泛應用于偵察、資源調查、天文觀測等軍事和民事領域。雙/多色紅外探測器芯片由于可實現同時進行兩個或多個波段紅外輻射的探測，具有更好的目標探測和識別能力，屬于高性三代紅外焦平面器件，是各種高端軍用或民用系統的核心器件。目前雙色紅外探測器芯片主要采用碲鎘汞薄膜材料，該材料基于碲鋅鎘襯底或其它替代襯底，采用分子束外延方法制備特定組分的多層碲鎘汞薄膜，進而制備雙色紅外探測器芯片。 現有技術的缺點采用碲鎘汞薄膜制備雙色探測器芯片時制備エ藝復雜。
技術實現思路
鑒于上述的分析，本專利技術g在提供一種應用雙色紅外材料制備探測器芯片的方法及系統，以解決上述エ藝復雜的問題。本專利技術的目的主要是通過以下技術方案實現的—種雙色紅外材料制備探測器芯片的方法，該方法包括以下步驟制備雙色紅外材料；對所述雙色紅外材料進行臺面刻蝕處理；在InSb襯底上注入Be離子，形成P-on-N ニ極管，在HgCdTe材料上注入B離子，形成N-on-P ニ極管，離子注入的注入劑量為5 X 1014/cnT5 X 1015/cm2,注入能量200 500千電子伏特，注入偏角TC ；將離子注入后的所述雙色紅外材料在保護氣氛下進行退火處理，退火溫度為250 400で，退火時間為3-24小時；在等離子體氣體中進行鈍化膜生長，所述鈍化膜的厚度為400-800納米；在等離子體氣體、甲烷和氫氣中進行接觸孔刻蝕，接觸孔的刻蝕深度為1-3微米；然后進行金屬膜層沉積處理和電極刻蝕處理形成雙色探測器芯片。優選地，所述雙色紅外材料的制備方法包括以下步驟對InSb晶體先進行切、磨和拋光處理操作，獲得外延級的(211)晶向的InSb襯底；對所述(211)晶向的InSb襯底進行處理，獲得HgCdTe分子束外延所要求的表面態；將所述(211)晶向的InSb襯底進行除氣，除氣溫度為350_450°C，再在Te束的保護條件下，升高InSb襯底的溫度至480-520°C，去除表面氧化層；降溫到290°C，打開CdTe的束流，進行CdTe緩沖層生長，CdTe厚度為2_4微米；設定Hg、CdTe和Te束流，將InSb襯底的溫度降到190°C，打開Hg、CdTe和Te束流，使HgCdTe薄膜厚度達到7-8微米；在保護氣體條件下，將生長后的所述HgCdTe薄膜加熱到預定溫度230-270°C，保溫時間為20-25小吋，降溫得到雙色紅外材料。優選地，對所述雙色紅外材料進行臺面刻蝕操作具體包括對所述雙色紅外材料進行光刻臺面圖形處理；在等離子體氣體、甲烷和氫氣中，對所述雙色紅外材料進行深臺面刻蝕，刻蝕至InSb材料層的深度為O. 8-1. 2微米。優選地，所述退火溫度為30(T370°C，退火時間為8_15小吋。優選地，所述離子注 入的注入劑量為I X 1015/cnT5 X 1015/cm2，注入能量250 300千電子伏特。優選地，所述鈍化膜的生長厚度為500-700納米。優選地，進行金屬沉積后的金屬膜層的厚度為800-1200納米。本專利技術還提供了ー種雙色紅外材料制備探測器芯片的系統，該系統包括雙色紅外材料制備系統，用于制備雙色紅外材料；臺面刻蝕設備，用于對所述雙色紅外材料進行臺面刻蝕處理；還用于用于在等離子體氣體、甲烷和氫氣中進行接觸孔刻蝕，接觸孔的刻蝕深度為1-3微米；離子注入設備，用于在InSb襯底上注入Be離子，形成Ρ_οη_Ν ニ極管，在HgCdTe材料上注入B離子，形成N-on-P ニ極管，離子注入的注入劑量為5X 1014/cnT5X 1015/cm2，注入能量200 500千電子伏特，注入偏角7V ；退火設備，用于在保護氣氛條件下將離子注入后的所述雙色紅外材料進行退火處理，退火溫度為25(T400°C，退火時間為3-24小時；磁控濺射設備，用于在等離子體氣體中進行鈍化膜生長，所述鈍化膜的厚度為400-800 納米；離子銑設備，對所述雙色材料進行金屬膜層沉積處理；電極刻蝕處理設備，用于進行電極刻蝕處理，得到雙色探測器芯片。優選地，所述雙色紅外材料制備系統具體包括以下設備處理設備，用于對InSb晶體先進行切、磨和拋光處理操作，獲得外延級的(211)晶向的InSb襯底；分子束外延系統，用于對所述(211)晶向的InSb襯底進行處理，獲得HgCdTe分子束外延所要求的表面態；將所述(211)晶向的InSb襯底進行除氣，除氣溫度為350-450°C，再在Te束的保護條件下，升高InSb襯底的溫度至480-520°C，去除表面氧化層；降溫到290°C，打開CdTe的束流，進行CdTe緩沖層生長，CdTe厚度為2_4微米；在設定好Hg、CdTe和Te束流的條件下，將InSb襯底的溫度降到190°C，打開Hg、CdTe和Te束流，使HgCdTe薄膜厚度達到7-8微米；熱處理設備，用于在保護氣體條件下，將生長后的所述HgCdTe薄膜加熱到預定溫度230-270°C，保溫20-25小時后降溫得到雙色紅外材料。優選地，所述臺面刻蝕設備具體用干，對所述雙色紅外材料進行光刻臺面圖形處理，再在等離子體氣體、甲烷和氫氣中對所述雙色紅外材料進行深臺面刻蝕，刻蝕至InSb材料層的深度為O. 8-1. 2微米。本專利技術有益效果如下本專利技術的一種應用雙色紅外材料制備探測器芯片的方法及系統，該方法包括制備雙色紅外材料，對雙色紅外材料進行臺面刻蝕處理并進行離子注入，然后在保護氣氛下進行退火處理，再在等離子體氣體中進行鈍化膜生長，以及在等離子體氣體、甲烷和氫氣中進行接觸孔刻蝕；最后進行金屬膜層沉積處理和電極刻蝕處理形成雙色探測器芯片。本專利技術的探測器芯片的制備エ藝簡單，且得到的探測器芯片的均勻性好分辨率高。本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。附圖說明 圖I為本專利技術實施例I的雙色紅外材料制備探測器芯片的方法；圖2為本專利技術實施例2的雙色紅外材料制備探測器芯片的方法；圖3為本專利技術實施例3的雙色紅外材料制備探測器芯片的系統；圖4為本專利技術實施例4的雙色紅外材料制備探測器芯片的系統；圖5所示為本專利技術實施例2的雙色紅外材料結構示意圖；圖6所示為本專利技術實施例I的雙色紅外探測器芯片的結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖來具體描述本專利技術的優選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，并與本專利技術的實施例一起用于闡釋本專利技術的原理。為了清楚和簡化目的，當其可能使本專利技術的主題模糊不清時，將省略本文所描述的器件中已知功能和結構的詳細具體說明。實施例I如圖I所示的本專利技術實施例的雙色紅外材料制備探測器芯片的方法，該材料的制備方法包括以下步驟S101、制備雙色紅外材料；S102、對所述雙色紅外材料進行臺面刻蝕處理；S103、在InSb襯底上注入Be離子，形成P-on-N ニ極管，在HgCdTe材料上注入B離子，形成N-on-P ニ極管，離子注入的注入劑量為5X 1014/cnT5X 1015/cm2，注入能量200^500千電子伏特，注入偏角7°C ；其中，臺面刻蝕處理后得到的注入區包括兩本文檔來自技高網...
【技術保護點】
雙色紅外材料制備探測器芯片的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：制備雙色紅外材料；對所述雙色紅外材料進行臺面刻蝕處理；在InSb襯底上注入Be離子，形成P？on？N二極管，在HgCdTe材料上注入B離子，形成N？on？P二極管，離子注入的注入劑量為5×1014/cm2~5×1015/cm2，注入能量200~500千電子伏特，注入偏角7℃；將離子注入后的所述雙色紅外材料在保護氣氛下進行退火處理，退火溫度為250~400℃，退火時間為3？24小時；在等離子體氣體中進行鈍化膜生長，所述鈍化膜的厚度為400？800納米；在等離子體氣體、甲烷和氫氣中進行接觸孔刻蝕，接觸孔的刻蝕深度為1？3微米；然后進行金屬膜層沉積處理和電極刻蝕處理形成雙色探測器芯片。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：周立慶，孫浩，劉銘，鞏鋒，王經緯，王叢，韋書領，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第十一研究所，
類型：發明
國別省市：
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