基于镓铝砷外延合金及其制备方法

230 编辑：中冶有色技术网来源：深圳市奥伦德元器件有限公司

2024-11-08 16:17:38

权利要求

1.一种基于镓铝砷外延合金，其特征在于，包括：

镓铝砷外延层(100);

第一氧化层(200)，所述第一氧化层(200)设置在所述镓铝砷外延层(100)的上方，所述第一氧化层(200)包括多个经一次光刻形成的第一窗口(210)和第一凸块(220)，所述第一窗口(210)与所述第一凸块(220)间隔分布;

第一金属层(300)，所述第一金属层(300)设置在所述第一氧化层(200)的上方;

第二氧化层(400)，所述第二氧化层(400)设置在所述第一金属层(300)的上方，所述第二氧化层(400)包括多个经二次光刻形成的第二窗口(410)和第二凸块(420)，所述第二窗口(410)与所述第二凸块(420)间隔分布，所述第一窗口(210)与所述第二窗口(410)的垂直方向上错位排列;

第二金属层(500)，所述第二金属层(500)设置在所述第一氧化层(200)的上方。

2.根据权利要求1所述的基于镓铝砷外延合金，其特征在于，

所述第一氧化层(200)的材料为二氧化硅，所述第一氧化层(200)的厚度为1000-2800埃米。

3.根据权利要求1所述的基于镓铝砷外延合金，其特征在于，

所述第一金属层(300)包括金铍合金和金，金铍合金和金依次通过蒸镀的方式层叠在所述第一氧化层(200)的上方。

4.根据权利要求3所述的基于镓铝砷外延合金，其特征在于，

所述第一金属层(300)中金铍合金的厚度为100-800埃米，所述第一金属层(300)中金厚度为3000-8000埃米。

5.根据权利要求1所述的基于镓铝砷外延合金，其特征在于，

所述第二氧化层(400)的材料为二氧化硅，所述第二氧化层(400)的厚度为1500-3500埃米。

6.根据权利要求1所述的基于镓铝砷外延合金，其特征在于，

所述第二金属层(500)包括钛和金，钛和金依次通过蒸镀的方式层叠在所述第二氧化层(400)的上方。

7.根据权利要求6所述的基于镓铝砷外延合金，其特征在于，

所述第二金属层(500)中钛的厚度为100-500埃米，所述第二金属层(500)中金的厚度为5000-10000埃米。

8.一种基于镓铝砷外延合金制备方法，用于制备如权利要求1至7任一所述的基于镓铝砷外延合金，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

S100、清洗镓铝砷外延片后，基于等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，在镓铝砷外延层(100)上制备第一氧化层(200)，并进行一次光刻，形成间隔分布的第一窗口(210)和第一凸块(220);

S200、在第一氧化层(200)上方依次蒸镀金铍合金和金，形成第一金属层(300);

S300、生成第一金属层(300)后，基于等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，在第一金属层(300)上制备第二氧化层(400)，并进行二次光刻，形成间隔分布的第二窗口(410)和第二凸块(420)，所述第二窗口(410)与所述第一窗口(210)在垂直方向上错位排列;

S400、在第二氧化层(400)上方依次蒸镀钛和金，形成第二金属层(500)。

9.根据权利要求8所述的基于镓铝砷外延合金制备方法，其特征在于，步骤S200包括：

S210、清洗一次光刻后的晶圆;

S220、将清洗后的晶圆置于氮气通量为0.3-0.8 升/分钟的合金炉内18-25分钟，其中，合金炉包括高温区和低温区，高温区的温度为500℃-600℃，低温区的温度为400℃-500℃，蒸镀过程中确保晶圆大部分时间处于高温区内，若晶圆实际温度超过高温区设置温度，把晶圆移至低温区内，同时降低高温区的温度，待高温区温度降至设定温度区间内，再把晶圆从低温区挪至高温区;

S230、蒸镀结束后，待晶圆冷却至室温后取出。

10.根据权利要求8所述的基于镓铝砷外延合金制备方法，其特征在于，步骤S400包括：

S410、清洗二次光刻后的晶圆;

S420、将清洗后的晶圆置于氮气流量为0.3-0.8 升/分钟的合金炉内24-36分钟，其中，合金炉内高温区的温度为430-520℃，低温区的温度为310℃-430℃，先在高温区蒸镀8-12分钟，然后将晶圆移动至低温区蒸镀8-12分钟，最后再次把晶圆移至高温区蒸镀8-12分钟，若晶圆实际温度超过高温区的设置温度范围，把晶圆移至低温区内，同时降低高温区的温度，待高温区的温度降至设定温度区间内，再把晶圆从低温区移至高温区;

S430、蒸镀结束后，待晶圆冷却至室温后取出。

说明书

技术领域

[0001]本公开属于光电子技术领域，特别涉及一种基于镓铝砷外延合金及其制备方法。

背景技术

[0002]随着技术的进步，红外芯片在人工智能、光通信，等领域应用逐渐广泛。然而对红外芯片的电性参数要求越来越高，传统的红外芯片逐步满足不了当今市场需求。在这个背景下，高亮度的红外芯片市场占有率逐步提高，但其制备工艺相对复杂，良率难以得到提高。

发明内容

[0003]本发明提供一种基于镓铝砷外延合金，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

[0004]本发明的技术方案为一种基于镓铝砷外延合金，包括：

镓铝砷外延层;

第一氧化层，所述第一氧化层设置在所述镓铝砷外延层的上方，所述第一氧化层包括多个经一次光刻形成的第一窗口和第一凸块，所述第一窗口与所述第一凸块间隔分布;

第一金属层，所述第一金属层设置在所述第一氧化层的上方;

第二氧化层，所述第二氧化层设置在所述第一金属层的上方，所述第二氧化层包括多个经二次光刻形成的第二窗口和第二凸块，所述第二窗口与所述第二凸块间隔分布，所述第一窗口与所述第二窗口的垂直方向上错位排列;

第二金属层，所述第二金属层设置在所述第一氧化层的上方。

[0005]进一步，所述第一氧化层的材料为二氧化硅，所述第一氧化层的厚度为1000-2800埃米。

[0006]进一步，所述第一金属层包括金铍合金和金，金铍合金和金依次通过蒸镀的方式层叠在所述第一氧化层的上方。

[0007]进一步，所述第一金属层中金铍合金的厚度为100-800埃米，所述第一金属层中金厚度为3000-8000埃米。

[0008]进一步，所述第二氧化层的材料为二氧化硅，所述第二氧化层的厚度为1500-3500埃米。

[0009]进一步，所述第二金属层包括钛和金，钛和金依次通过蒸镀的方式层叠在所述第二氧化层的上方。

[0010]进一步，所述第二金属层中钛的厚度为100-500埃米，所述第二金属层中金的厚度为5000-10000埃米。

[0011]进一步，本发明还提出一种基于镓铝砷外延合金制备方法，用于制备所述的基于镓铝砷外延合金，所述方法包括以下步骤：

S100、清洗镓铝砷外延片后，基于等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，在镓铝砷外延层上制备第一氧化层，并进行一次光刻，形成间隔分布的第一窗口和第一凸块;

S200、在第一氧化层上方依次蒸镀金铍合金和金，形成第一金属层;

S300、生成第一金属层后，基于等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，在第一金属层上制备第二氧化层，并进行二次光刻，形成间隔分布的第二窗口和第二凸块，所述第二窗口与所述第一窗口在垂直方向上错位排列;

S400、在第二氧化层上方依次蒸镀钛和金，形成第二金属层。

[0012]进一步，步骤S200包括：

S210、清洗一次光刻后的晶圆;

S230、蒸镀结束后，待晶圆冷却至室温后取出。

[0013]进一步，步骤S400包括：

S410、清洗二次光刻后的晶圆;

S430、蒸镀结束后，待晶圆冷却至室温后取出。

[0014]本发明的有益效果如下，

本申请中，所述的基于镓铝砷外延合金通过高致密性的氧化层去改善镓铝砷外延与金属层接触的合金方法，具有优良的金属与镓铝砷材料键合性能，改善金属层与外延层之间的欧姆接触，降低电极脱落的风险，有效地提高高亮红外芯片的良率，可根据需求调整正向电压错位的效果。

附图说明

[0015]图1是根据本发明的基于镓铝砷外延合金的结构示意图。

[0016]图2是根据本发明的基于镓铝砷外延合金的制备方法的流程示意图。

[0017]图3是根据本发明的基于镓铝砷外延合金中第一金属层制备方法的流程图。

[0018]图4是根据本发明的基于镓铝砷外延合金中第一金属层制备方法的流程图。

[0019]上述图中，100、镓铝砷外延层;200、第一氧化层;210、第一窗口;220、第一凸块;300、第一金属层;400、第二氧化层;410、第二窗口;420、第二凸块;500、第二金属层。

具体实施方式

[0020]以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0021]需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、顶、底等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

[0022]此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

[0023]应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。

[0024]参照图1至图4，在一些实施例中，根据本发明的一种基于镓铝砷外延合金，参照图1，包括：

镓铝砷外延层100;

第一氧化层200，所述第一氧化层200设置在所述镓铝砷外延层100的上方，所述第一氧化层200包括多个经一次光刻形成的第一窗口210和第一凸块220，所述第一窗口210与所述第一凸块220间隔分布;

第一金属层300，所述第一金属层300设置在所述第一氧化层200的上方;

第二氧化层400，所述第二氧化层400设置在所述第一金属层300的上方，所述第二氧化层400包括多个经二次光刻形成的第二窗口410和第二凸块420，所述第二窗口410与所述第二凸块420间隔分布，所述第一窗口210与所述第二窗口410的垂直方向上错位排列;

第二金属层500，所述第二金属层500设置在所述第一氧化层200的上方。

[0025]本发明的有益效果如下，

[0026]进一步，参照图1，所述第一氧化层200的材料为二氧化硅，所述第一氧化层200的厚度为1000-2800埃米。

[0027]进一步，参照图1，所述第一金属层300包括金铍合金和金，金铍合金和金依次通过蒸镀的方式层叠在所述第一氧化层200的上方。

[0028]进一步，参照图1，所述第一金属层300中金铍合金的厚度为100-800埃米，所述第一金属层300中金厚度为3000-8000埃米。

[0029]进一步，参照图1，所述第二氧化层400的材料为二氧化硅，所述第二氧化层400的厚度为1500-3500埃米。

[0030]进一步，参照图1，所述第二金属层500包括钛和金，钛和金依次通过蒸镀的方式层叠在所述第二氧化层400的上方。

[0031]进一步，参照图1，所述第二金属层500中钛的厚度为100-500埃米，所述第二金属层500中金的厚度为5000-10000埃米。

[0032]进一步，参照图2至图4，本发明还提出一种基于镓铝砷外延合金制备方法，用于制备所述的基于镓铝砷外延合金，参照图2，所述方法包括以下步骤：

S100、清洗镓铝砷外延片后，基于等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，在镓铝砷外延层100上制备第一氧化层200，并进行一次光刻，形成间隔分布的第一窗口210和第一凸块220;

S200、在第一氧化层200上方依次蒸镀金铍合金和金，形成第一金属层300;

S300、生成第一金属层300后，基于等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)，在第一金属层300上制备第二氧化层400，并进行二次光刻，形成间隔分布的第二窗口410和第二凸块420，所述第二窗口410与所述第一窗口210在垂直方向上错位排列;

S400、在第二氧化层400上方依次蒸镀钛和金，形成第二金属层500。

[0033]进一步，参照图3，步骤S200包括：

S210、清洗一次光刻后的晶圆;

S230、蒸镀结束后，待晶圆冷却至室温后取出。

[0034]进一步，参照图4，步骤S400包括：

S410、清洗二次光刻后的晶圆;

S430、蒸镀结束后，待晶圆冷却至室温后取出。

[0035]以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

说明书附图(4)