本发明专利技术公开了一种应用双色红外材料制备探测器芯片的方法及系统，其制备工艺简单。该方法包括：制备双色红外材料；然后进行台面刻蚀处理和离子注入区刻蚀，在InSb衬底上注入Be离子，形成P-on-N二极管，在HgCdTe材料上注入B离子，形成N-on-P二极管；将离子注入后的所述双色红外材料在保护气氛下进行退火处理；再在等离子体气体中进行钝化层生长，所述钝化层的厚度为400-800纳米；在等离子体气体、甲烷和氢气中进行接触孔刻蚀；然后进行金属膜层沉积处理和电极处理形成双色探测器芯片。红外探测材料的制备系统包括双色红外探测材料制备系统、刻蚀设备、离子注入设备、退火设备、磁控溅射设备、离子铣设备和电极处理设备。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种应用双色红外材料制备探测器芯片的方法及系统。
技术介绍
红外探測器芯片可广泛应用于侦察、资源调查、天文观测等军事和民事领域。双/多色红外探測器芯片由于可实现同时进行两个或多个波段红外辐射的探測，具有更好的目标探测和识别能力，属于高性三代红外焦平面器件，是各种高端军用或民用系统的核心器件。目前双色红外探測器芯片主要采用碲镉汞薄膜材料，该材料基于碲锌镉衬底或其它替代衬底，采用分子束外延方法制备特定组分的多层碲镉汞薄膜，进而制备双色红外探测器芯片。 现有技术的缺点采用碲镉汞薄膜制备双色探測器芯片时制备エ艺复杂。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术g在提供一种应用双色红外材料制备探测器芯片的方法及系统，以解决上述エ艺复杂的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的—种双色红外材料制备探测器芯片的方法，该方法包括以下步骤制备双色红外材料；对所述双色红外材料进行台面刻蚀处理；在InSb衬底上注入Be离子，形成P-on-N ニ极管，在HgCdTe材料上注入B离子，形成N-on-P ニ极管，离子注入的注入剂量为5 X 1014/cnT5 X 1015/cm2,注入能量200 500千电子伏特，注入偏角TC ；将离子注入后的所述双色红外材料在保护气氛下进行退火处理，退火温度为250 400で，退火时间为3-24小时；在等离子体气体中进行钝化膜生长，所述钝化膜的厚度为400-800纳米；在等离子体气体、甲烷和氢气中进行接触孔刻蚀，接触孔的刻蚀深度为1-3微米；然后进行金属膜层沉积处理和电极刻蚀处理形成双色探測器芯片。优选地，所述双色红外材料的制备方法包括以下步骤对InSb晶体先进行切、磨和抛光处理操作，获得外延级的(211)晶向的InSb衬底；对所述(211)晶向的InSb衬底进行处理，获得HgCdTe分子束外延所要求的表面态；将所述(211)晶向的InSb衬底进行除气，除气温度为350_450°C，再在Te束的保护条件下，升高InSb衬底的温度至480-520°C，去除表面氧化层；降温到290°C，打开CdTe的束流，进行CdTe缓冲层生长，CdTe厚度为2_4微米；设定Hg、CdTe和Te束流，将InSb衬底的温度降到190°C，打开Hg、CdTe和Te束流，使HgCdTe薄膜厚度达到7-8微米；在保护气体条件下，将生长后的所述HgCdTe薄膜加热到预定温度230-270°C，保温时间为20-25小吋，降温得到双色红外材料。优选地，对所述双色红外材料进行台面刻蚀操作具体包括对所述双色红外材料进行光刻台面图形处理；在等离子体气体、甲烷和氢气中，对所述双色红外材料进行深台面刻蚀，刻蚀至InSb材料层的深度为O. 8-1. 2微米。优选地，所述退火温度为30(T370°C，退火时间为8_15小吋。优选地，所述离子注 入的注入剂量为I X 1015/cnT5 X 1015/cm2，注入能量250 300千电子伏特。优选地，所述钝化膜的生长厚度为500-700纳米。优选地，进行金属沉积后的金属膜层的厚度为800-1200纳米。本专利技术还提供了ー种双色红外材料制备探测器芯片的系统，该系统包括双色红外材料制备系统，用于制备双色红外材料；台面刻蚀设备，用于对所述双色红外材料进行台面刻蚀处理；还用于用于在等离子体气体、甲烷和氢气中进行接触孔刻蚀，接触孔的刻蚀深度为1-3微米；离子注入设备，用于在InSb衬底上注入Be离子，形成Ρ_οη_Ν ニ极管，在HgCdTe材料上注入B离子，形成N-on-P ニ极管，离子注入的注入剂量为5X 1014/cnT5X 1015/cm2，注入能量200 500千电子伏特，注入偏角7V ；退火设备，用于在保护气氛条件下将离子注入后的所述双色红外材料进行退火处理，退火温度为25(T400°C，退火时间为3-24小时；磁控溅射设备，用于在等离子体气体中进行钝化膜生长，所述钝化膜的厚度为400-800 纳米；离子铣设备，对所述双色材料进行金属膜层沉积处理；电极刻蚀处理设备，用于进行电极刻蚀处理，得到双色探測器芯片。优选地，所述双色红外材料制备系统具体包括以下设备处理设备，用于对InSb晶体先进行切、磨和抛光处理操作，获得外延级的(211)晶向的InSb衬底；分子束外延系统，用于对所述(211)晶向的InSb衬底进行处理，获得HgCdTe分子束外延所要求的表面态；将所述(211)晶向的InSb衬底进行除气，除气温度为350-450°C，再在Te束的保护条件下，升高InSb衬底的温度至480-520°C，去除表面氧化层；降温到290°C，打开CdTe的束流，进行CdTe缓冲层生长，CdTe厚度为2_4微米；在设定好Hg、CdTe和Te束流的条件下，将InSb衬底的温度降到190°C，打开Hg、CdTe和Te束流，使HgCdTe薄膜厚度达到7-8微米；热处理设备，用于在保护气体条件下，将生长后的所述HgCdTe薄膜加热到预定温度230-270°C，保温20-25小时后降温得到双色红外材料。优选地，所述台面刻蚀设备具体用干，对所述双色红外材料进行光刻台面图形处理，再在等离子体气体、甲烷和氢气中对所述双色红外材料进行深台面刻蚀，刻蚀至InSb材料层的深度为O. 8-1. 2微米。本专利技术有益效果如下本专利技术的一种应用双色红外材料制备探测器芯片的方法及系统，该方法包括制备双色红外材料，对双色红外材料进行台面刻蚀处理并进行离子注入，然后在保护气氛下进行退火处理，再在等离子体气体中进行钝化膜生长，以及在等离子体气体、甲烷和氢气中进行接触孔刻蚀；最后进行金属膜层沉积处理和电极刻蚀处理形成双色探測器芯片。本专利技术的探測器芯片的制备エ艺简单，且得到的探測器芯片的均匀性好分辨率高。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明 图I为本专利技术实施例I的双色红外材料制备探测器芯片的方法；图2为本专利技术实施例2的双色红外材料制备探测器芯片的方法；图3为本专利技术实施例3的双色红外材料制备探测器芯片的系统；图4为本专利技术实施例4的双色红外材料制备探测器芯片的系统；图5所示为本专利技术实施例2的双色红外材料结构示意图；图6所示为本专利技术实施例I的双色红外探測器芯片的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本专利技术的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。实施例I如图I所示的本专利技术实施例的双色红外材料制备探测器芯片的方法，该材料的制备方法包括以下步骤S101、制备双色红外材料；S102、对所述双色红外材料进行台面刻蚀处理；S103、在InSb衬底上注入Be离子，形成P-on-N ニ极管，在HgCdTe材料上注入B离子，形成N-on-P ニ极管，离子注入的注入剂量为5X 1014/cnT5X 1015/cm2，注入能量200^500千电子伏特，注入偏角7°C ；其中，台面刻蚀处理后得到的注入区包括两本文档来自技高网...
【技术保护点】
双色红外材料制备探测器芯片的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：制备双色红外材料；对所述双色红外材料进行台面刻蚀处理；在InSb衬底上注入Be离子，形成P？on？N二极管，在HgCdTe材料上注入B离子，形成N？on？P二极管，离子注入的注入剂量为5×1014/cm2~5×1015/cm2，注入能量200~500千电子伏特，注入偏角7℃；将离子注入后的所述双色红外材料在保护气氛下进行退火处理，退火温度为250~400℃，退火时间为3？24小时；在等离子体气体中进行钝化膜生长，所述钝化膜的厚度为400？800纳米；在等离子体气体、甲烷和氢气中进行接触孔刻蚀，接触孔的刻蚀深度为1？3微米；然后进行金属膜层沉积处理和电极刻蚀处理形成双色探测器芯片。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周立庆，孙浩，刘铭，巩锋，王经纬，王丛，韦书领，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。