InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波焦平面阵列台面ICP刻蚀技术研究

作者：王海澎; 木迎春; 彭秋思; 黄佑文; 李俊斌; 龚晓丹; 刘玥; 敖雨; 周旭昌; 李东升; 孔金丞^*

来源：红外技术, 2022, 44(10): 1027-1032.

• InAs/GaSbⅡ类超晶格
• SiO2/SiN掩膜
• ICP刻蚀

本文采用SiO2/SiN作为掩膜对InAs/GaSbⅡ类超晶格红外材料进行感应耦合等离子体(ICP)刻蚀条件研究，得到InAs/GaSbⅡ类超晶格较好的刻蚀条件以提升红外探测器性能。对ICP刻蚀过程中容易出现台面侧向钻蚀以及台面底部钻蚀两种现象进行了详细研究，通过增加SiO2膜层厚度以及减小Ar气流量，可有效减少台面侧向钻蚀；通过减小下电极射频功率(RF)，可有效消除台面底部钻蚀。采用适当厚度的Si O2/SiN掩膜以及优化后的ICP刻蚀参数可获得光亮平整的刻蚀表面，表面粗糙度达到0.193 nm；刻蚀台面角度大于80°，刻蚀选择比大于8.5:1；采用优化后的ICP刻蚀条件制备的长波640×512焦平面器件暗电流密度降低约1个数量级，达到3×10-4 A/cm2，响应非均匀性、信噪比以及有效像元率等相关指标均有所提高，并获得了清晰的焦平面成像图。

• 单位
  昆明物理研究所