insb红外焦平面器件台面刻蚀工艺研究 - 激光与红外.pdf

第４６卷　 第１期　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．１ 　 ２０１６年１月　　　 　 　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１６ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１６）０１００７２０４ ·红外技术及应用 · ＩｎＳｂ红外焦平面器件台面刻蚀工艺研究 谭　振，亢　?，李海燕 （华北光电技术研究所，北京 １０００１５） 摘　要：传统的湿法腐蚀工艺由于各向同性的特点，象元钻蚀严重，导致器件占空比下降，限制 了锑化铟大面阵红外焦平面的发展。基于电感耦合等离子体（ＩＣＰ）刻蚀技术，以ＢＣｌ／Ａｒ为刻 ３ 蚀气体，研究了不同气体配比、工作压力、ＲＦ功率对刻蚀效果的影响，获得了适用于锑化铟焦 平面制备工艺的干法刻蚀技术。 关键词：电感耦合等离子体（ＩＣＰ）；锑化铟；台面刻蚀；刻蚀速率；刻蚀形貌 中图分类号：ＴＮ２１４　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１６．０１．０１４ ＳｔｕｄｙｏｆｍｅｓａｅｔｃｈｉｎｇｆｏｒＩｎＳｂｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙｓ ＴＡＮＺｈｅｎ，ＫＡＮＧＺｈｅ，ＬＩＨａｉｙａｎ （ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｎｇ１０００１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｓｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｗｅｔｅｔｃｈｉｎｇｏｆＩｎＳｂｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｉｓｏｔｒｏｐｙ，ｔｈｅｒｅｉｓｈｅａｖｙｐｉｘｅｌｕｎｄｅｒｅｔｃｈ， ｗｈｉｃｈｄｅｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｆｉｌｌｆａｃｔｏｒａｎｄｌｉｍｉｔｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｌａｒｇｅｆｏｒｍａｔｉｎｆｒａｒｅｄｆｏｃａｌｐｌａｎｅａｒｒａｙＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ， ＢＣｌ／Ａｒａｒｅｃｈｏｓｅｎａｓｅｔｃｈｇａｓ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇａｓｒａｔｉｏ，ｗｏｒｋｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅ，ＲＦｐｏｗｅｒａｎｄＩＣＰｐｏｗｅｒｏｎｅｔｃｈｉｎｇ ３ ｅｆｆｅｃｔａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂａｓｅｄｏｎＩＣＰｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＴｈｅｄｒｙｅｔｃｈｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｏｒＩｎＳｂＦＰＡｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＣＰ；ＩｎＳｂ；ｍｅｓａｅｔｃｈ；ｅｔｃｈｒａｔｅ；ｅｔｃｈｉｎｇｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ １　引　言 ２　实　验 ＩｎＳｂ是制备高性能中波红外探测器的常用材 本实验使用的刻蚀设备为电感耦合等离子体 料，其材料、器件制备工艺成熟稳定，探测器灵敏度 （ＩＣＰ）刻蚀系统。使用的样品是经过扩散成结的 ［１］ 高，在军用红外凝视探测器领域占据主导地位 。 ＩｎＳｂ晶片。采用标准光刻工艺进行 ＩｎＳｂ焦平面器 随着ＩｎＳｂ红外焦平面探测器的发展，焦平面阵列规 件台面光刻，经ＩＣＰ刻蚀后完成器件工艺，用激光共 格越来越大，象元尺寸和间距越来越小，台面图形精 聚焦显微镜、ＳＥＭ以及低温探针台对刻蚀效果进行 确刻蚀成型成为制备大面阵探测器芯片的首要问 评价。 ［３］ 题 。传统的湿法腐蚀工艺由于各向同性导致横 图１是ＩＣＰ干法刻蚀原理示意图，系统工作时， 向钻蚀严重，同时其均匀性也较差，难以满足大规格 射频功率（ＩＣＰ功率）通过电感耦合线圈耦合在反应