背面减薄是制备InP基光电子芯片的一道重要工艺。晶圆被减薄后失去结构支撑, 会因应力作用产生剧烈形变, 翘曲度大幅提高。严重的翘曲会使芯片可靠性降低甚至失效, 应对晶圆的翘曲度进行控制和矫正。文章从“损伤层-翘曲度”理论出发, 实验研究了晶圆厚度、粘片方式、研磨压力、磨盘转速、磨料粒径对翘曲度的影响。根据试验结果优化工艺参量, 优化后晶圆的翘曲度降低了约20%; 再通过湿法腐蚀去除损伤层, 矫正已产生的翘曲, 使晶圆的翘曲度降低约90%。优化减薄工艺降低损伤应力与湿法腐蚀去除损伤层分别是控制和矫正晶圆翘曲度的适用方法, 可使翘曲度下降至之前的10%以内。
InP晶圆 背面减薄 损伤层 翘曲度 湿法腐蚀 InP chip wafers back-thinning lapping warpage wet corrosion
结合外延材料工艺、芯片工艺及互连集成工艺具体情况, 分析了AlGaN外延材料、探测器阵列芯片及倒焊芯片的均匀性特点, 讨论了影响外延材料Al组分分布均匀性、芯片电阻和电容分布均匀性的各种因素。在此基础上, 提出了改进器件均匀性的技术途径。利用MOCVD外延材料生长技术, 生长了背照式AlGaN-pin异质结构外延材料, 并利用所生长的外延材料制作了320×256元AlGaN日盲紫外焦平面阵列器件。测试所制作的器件, 结果显示, 其光谱响应范围为255~280nm, 位于日盲波段, 0V偏置时272nm峰值波长响应度大于0.16A/W(外量子效率大于72.9%), 有效像元数大于99.2%, 响应非均匀性小于3.36%。
响应均匀性 日盲探测器 混合集成结构 焦平面阵列 response uniformity solar-blind detector hybrid structure focal plane arrays
在蓝宝石衬底上采用由低温AlN成核层、中温AlN生长层、温度渐变AlN生长层和高温AlN生长层组成的厚三维生长缓冲层来实现AlN外延层位错密度的减少和应力的释放.用光学显微镜、原子力显微镜(AFM)及X射线衍射仪对样品进行了表征,结果表明所生长外延层表面无裂纹,并显示出清晰的阶梯流表面形貌,其平均粗糙度为0.160nm,KOH腐蚀坑密度为5.8×108cm-2,(0002)和(10-12)回摆曲线FWHM分别为210″和396″.详细论述了AlN外延层的生长模式、位错行为和应力释放途径.
原子力显微镜 X射线衍射 AlN AlN MOCVD MOCVD AFM X-ray diffraction
对p-GaN/Ni/Au欧姆接触特性与Ni金属层厚度之间的相关性进行了对比实验研究, 利用XRD衍射结果与表面金相显微分析手段对Ni/Au双层金属电极在合金退火过程中的行为特性进行了细致探讨。分析结果表明: 在Ni/Au电极结构中, 由双层互扩散机制与NiO氧化反应机理决定, Ni层与Au层之间的厚度比率对p型GaN欧姆接触特性的优劣有重要影响, 在Ni、Au层厚度相当时可获得最佳的p型欧姆接触。
p型GaN 欧姆接触 Ni/Au电极 Ni层厚度 p-GaN Ohm-contact Ni/Au electrode Ni-layer thickness
1 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
2 中国电子科技集团公司第26研究所, 重庆 400060
利用现有外延材料生长技术和器件工艺技术, 生长了背照式AlxGa1-xNpin外延材料, 并用生长的材料制作了日盲紫外探测器, 测试结果表明器件在0V偏压下抑制比达到了6400。在此基础上, 较详细地分析了偏置电压、p-AlxGa1-xN载流子浓度和Al组分、极化效应对背照式AlxGa1-xNpin日盲紫外探测器抑制比的影响及非日盲光生载流子的限制机制。分析表明, 提高p-AlxGa1-xN载流子浓度和GaN/AlxGa1-xN异质结极化强度是现有技术条件下提高器件抑制比的有效途径。
日盲探测器 抑制比 背照式 solar-blind photodiode rejection ratio AlxGa1-xN pin AlxGa1-xN pin back-illuminated structure
对高Al组分AlxGa1-xN(x=50%)进行了ICP刻蚀实验研究, 在刻蚀深度相同的前提条件下, 对比分析了ICP腔室压力与AlGaN表面损伤之间的相互关系, 并讨论了低温热退火对ICP刻蚀损伤的修复作用。XPS测试结果表明, 与未经刻蚀的AlGaN表面相比, ICP刻蚀之后的AlGaN表面其表面氮空位VN明显增多, 且Al2p、Ga3d等峰位均向高结合能方向漂移。分析讨论发现, ICP腔室压力过小或过大均不利于获得低损伤的刻蚀表面, 此外, 低温热退火(380℃-200s)对表面氮空位有一定的修复作用, 但修复效果较为有限。
高Al组分AlGaN ICP刻蚀 表面损伤 低温热退火 high Al content AlGaN ICP XPS XPS surface damage low-temperature annealing
采用Ti/Al/Ti/Au多层金属电极对高Al组分nAlxGa1-xN(x=0.6)欧姆接触的制备进行了研究, 通过优化Ti接触层厚度以及合金退火条件, 获得了较低的比接触电阻率(5.67×10-5Ω·cm2)。研究证实, Ti接触层厚度对欧姆接触特性有着重要影响, 同时发现, 高低温两步退火方式之所以能够改善欧姆接触特性的本质是与Al3Ti及TiN各自的生成条件直接相关, 即低温利于生成Al3Ti, 高温利于生成TiN, 而这对n型欧姆接触的有效形成至关重要。
高Al组分nAlGaN 接触层厚度 两步退火 欧姆接触 high Al content nAlGaN Ti/Al/Ti/Au Ti/Al/Ti/Au contactlayer thickness twostep annealing Ohmic contact
AlGaN在紫外器件(紫外探测器、紫外LED等)以及高速功率器件(HEMT等)方面有着非常重要的应用。提出利用HRXRD倒易空间的测试分析方法来获得外延材料中的晶格应变及其缺陷状态，这对AlGaN材料的MOCVD外延生长具有重要的指导意义。
倒易空间 紫外探测器 AlGaN AlGaN HRXRD HRXRD reciprocal space MOCVD MOCVD UV detectors
1 重庆光电技术研究所， 重庆 400060
2 无锡中微掩模电子有限公司， 江苏 无锡 214135
3 重庆矢崎仪表有限公司， 重庆 400041
对以玻璃为基材的微透镜阵列的制作工艺进行了研究，得出了影响微透镜阵列制作的三个主要因素：玻璃组分、腐蚀方法以及抗蚀掩模层材料。并通过实验详细分析了这三者对实验结果的影响。根据分析结果，选择合适的材料和工艺方法，获得了效果较好的玻璃微透镜阵列，为玻璃微透镜阵列的制作提供了依据和方法。
微透镜阵列 多层抗蚀掩模 玻璃 腐蚀 microlens array multilayer mask glass etching
