基于MOCVD系统的制作铟镓砷光电探测器芯片的渐变型锌扩散方法

摘要

本发明涉及一种基于MOCVD系统的制作铟镓砷光电探测器芯片的渐变型锌扩散方法。采用以下步骤，具体步骤如下：将未形成PN结的InGaAs PIN结构的半导体晶片清洗干净，高纯氮气吹干，MOCVD反应室升温降压清洗，将半导体晶片放置反应室中，设置反应室压力，在催化反应及保护气体存在下，扩散源为二甲基锌(DMZn)与磷烷(PH₃)在高温下形成的磷化锌化合物，进行扩散，扩散完毕后，关气，反应室降温并充入氮气，升压，将完成扩散的晶片从反应室中取出。因锌在InP及InGaAs材料中的扩散规律存在很大差异，故采用渐变扩散方法。采用本发明，能使InP和InGaAs层均具有较高的载流子浓度，有良好界面，具有较好均匀性、工艺重复性好，响应度高，控制精确、适于大批量生产。

主权项

1、基于MOCVD系统的制作铟镓砷光电探测器芯片的渐变型锌扩散方法，其特征在于具体步骤如下：1)将InP材料和InGaAs半导体晶片清洗干净，高纯氮气吹干，2)扩散前将MOCVD反应室升温到150℃～200℃，降压至20torr，用循环氢气对腔内进行清洗，3)将未形成PN结的InGaAs半导体晶片放置在低压MOCVD反应室石墨台上，再将反应室关上，4)将MOCVD反应室压力设置在200mbar到300torr之间，进行高温扩散，采用AsH3或PH3作为催化反应气和保护气体，扩散源材料DMZn，采用氢气作为载气带入反应室，氢气流速为7ml/Min，扩散温度为490～600℃，扩散时间为10～35分钟，DMZn与PH3在扩散温度分解并发生有机化学反应形成磷化锌的化合物，反应式如下：(CH3)2Zn+PH3→H3CZnPH2+CH4H3CZnPH2→ZnPH+CH4ZnPH→1/3(Zn3P2)+1/3(P)+H扩散分二步进行，第一步在6分钟-23分钟内采用7SCCM流量的锌源对InP材料的扩散，第二步在7分钟-12分钟内采用8SCCM流量的锌源，进行InGaAs层材料扩散，此时锌源流量渐变加大，5)扩散完毕后，关闭载气、扩散源材料气体和保护气体，将反应室降温并充入氮气，并将反应室升压；6)将完成扩散的晶片从反应室中取出。