【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体光导开关，具体为一种砷化镓光导开关的两个表面电极制备方法。
技术介绍
1、光导开关(photoconductive semiconductor switches，简称pcss)是在微电子技术，激光技术和微波技术的基础上发展起来的一种新型半导体光电器件，已经广泛应用于产生高功率超快电脉冲。pcss技术是高功率超宽带脉冲产生和应用发展历史上的一次革命性的突破。随后，用于pcss的材料得到了进一步的挖掘，并先后研制出了金刚石，碳化硅等性能优良的pcss。随着对光导开关的研究，对其小型化、实用化、集成化提供了现实的可能。近年来，在高电流点火装置驱动器、抗干扰雷达微波炸弹、激光核聚变系统、电子对抗以及高功率脉冲器件方面应用广泛，引起各界的广泛关注。
2、对于光导开关，响应速度，开关效率、传输功率是极其重要的因素。对于光导开关的材料需要具有较短的载流子寿命，较高的载流子迁移率。砷化镓的禁带宽度为1.42ev,为直接带隙半导体材料，对应的本征吸收光波长为876nm。由于gaas材料内部掺杂的杂质，形成体缺陷，产生对gaas导电性有作用的深能级态，使gaas光导开关可以对905nm的激光产生非本征吸收。gaas光导开关的暗态电阻高达几个gω，导通电阻低到1ω以内，具有优良的电学特性。gaas具有较高的禁带宽度和最高的迁移率，暗电阻率较高，载流子寿命短。输出电脉冲的上升时间主要取决激励光脉冲的宽度，下降时间主要取决载流子的寿命。实验研究表明，对常见的激励光脉冲波长，gaas材料制作的光导开关具有更高的光电转换效率。
3、目前，光导开关的制作结构有面结构和体结构，即共面型开关和异面型开关。共面型开关指光导开关的两个电极加工在半导体材料的同一表面上，结构简单，但是耐压能力差，在较强偏置电场作用下，矩形边角处容易击穿空气。异面型光导开关即光导开关的两个电极加工在半导体材料的不同表面，可以成倍地提高耐压能力，使得光导开关得以实现小型化和集成化。砷化镓体结构光导开关具有更加优越的性能，例如体积更小、耐压能力更强、性能更加稳定，是制作光导开关的极佳选择，对于提高光导开关的工作性能和耐压能力具有重要意义。专利cn106816495a介绍了砷化镓开关的电极采用光刻胶作为掩膜，通过镀金属膜再去胶的方式制备开关电极，即lift-off方式加工制备电极。此方法制备的电极厚度有限，在相同条件下很难形成高耐压、大功率的砷化镓开关。
技术实现思路
1、针对相关技术中的问题，本专利技术提出的一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题，本专利技术的目的是通过用光刻、刻蚀技术制备的边缘平滑的金属掩膜版加工较厚金属电极，减少电极边缘阴影和毛刺，缓解电场增强效应，增加金属电极厚度，在不改变基底和其它工艺条件下提高砷化镓光导开关工作耐压性能；通过快速退火工艺提高电极与砷化镓结合力，消除异质界面缺陷，从而提高砷化镓光导开关的性能。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)用划片机划取所需尺寸的晶片作为衬底；
5、(2)清洗砷化镓表面；
6、(3)在砷化镓一表面紧贴一层不锈钢金属掩膜架；
7、(4)镀膜作为一个电极；
8、(5)在砷化镓相对的另一表面紧贴一层不锈钢金属掩膜架；
9、(6)镀膜作为另一个电极；
10、(7)将做好两面金属电极的异面开关芯片放在快速退火炉中进行去应力退火并做合金处理。
11、优选的，所述步骤(3)和步骤(5)中，不锈钢金属掩膜架采用半导体光刻、刻蚀的方法加工成开关电极需要的图形，不锈钢金属掩膜架中电极图形的四周边缘平滑、无毛刺、无尖锐直角。
12、优选的，所述步骤(4)和步骤(6)中，镀膜技术采用真空电子束蒸发镀膜技术或磁控溅射技术，依次镀ge、ni和au膜。
13、优选的，所述ge膜、ni膜和au膜的厚度分别为5-200nm、50-4000nm、200-2000nm。
14、优选的，所述步骤(4)和步骤(6)中，镀膜技术采用真空电子束蒸发镀膜技术或磁控溅射技术，镀au膜，au膜的厚度为200-2000nm。
15、优选的，所述步骤(7)中，去应力退火处理在快速退火炉中进行，去应力退火的温度为250～480℃。
16、优选的，保温时间为30s～900s。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
18、(1)本专利技术为一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，本专利技术通过用光刻、刻蚀技术制备的边缘平滑的不锈钢金属掩膜架加工较厚金属电极，减少电极边缘阴影和毛刺，缓解电场增强效应，增加金属电极厚度，在不改变基底和其它工艺条件下提高砷化镓光导开关工作耐压性能；
19、(2)本专利技术为一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，本专利技术通过快速退火工艺提高电极与砷化镓结合力，消除异质界面缺陷，从而提高砷化镓光导开关的性能。
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1.一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(5)中，不锈钢金属掩膜架采用半导体光刻、刻蚀的方法加工成开关电极需要的图形，不锈钢金属掩膜架中电极图形的四周边缘平滑、无毛刺、无尖锐直角。
3.根据权利要求1所述的一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)和步骤(6)中，镀膜技术采用真空电子束蒸发镀膜技术或磁控溅射技术，依次镀Ge、Ni和Au膜。
4.根据权利要求3所述的一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，其特征在于，所述Ge膜、Ni膜和Au膜的厚度分别为5-200nm、50-4000nm、200-2000nm。
5.根据权利要求1所述的一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)和步骤(6)中，镀膜技术采用真空电子束蒸发镀膜技术或磁控溅射技术，镀Au膜，Au膜的厚度为200-2000nm。
6.根据权利要求1所述的一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法
7.根据权利要求6所述的一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，其特征在于，保温时间为30s～900s。
...【技术特征摘要】
1.一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)和步骤(5)中，不锈钢金属掩膜架采用半导体光刻、刻蚀的方法加工成开关电极需要的图形，不锈钢金属掩膜架中电极图形的四周边缘平滑、无毛刺、无尖锐直角。
3.根据权利要求1所述的一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)和步骤(6)中，镀膜技术采用真空电子束蒸发镀膜技术或磁控溅射技术，依次镀ge、ni和au膜。
4.根据权利要求3所述的一种砷化镓半导体光导开关电极的制备方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：任成贤，刘德雄，任坤贤，
申请(专利权)人：四川两用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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