阅读说明：本技术 碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法及装置 (Method and device for determining technological parameters of tellurium-cadmium-mercury passivation film layer ) 是由 祁娇娇 宁提 谭振 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法及装置,所述方法包括：分别将膜层沉积系统的各工艺参数作为唯一变量,在衬底溅射一层或多层化学膜层；对所述化学膜层进行折射率测试,获取所述化学膜层的折射率随各工艺参数的变化曲线,并根据所述变化曲线获取所述化学膜层的折射率最大点对应的各个工艺参数的数值；将所述数值作为膜层沉积系统沉积所述化学膜层时的工艺参数。(The invention discloses a method and a device for determining technological parameters of a mercury cadmium telluride passivation film layer, wherein the method comprises the following steps: sputtering one or more chemical film layers on a substrate by taking each process parameter of a film layer deposition system as a unique variable; testing the refractive index of the chemical film layer to obtain a variation curve of the refractive index of the chemical film layer along with each process parameter, and obtaining the numerical value of each process parameter corresponding to the maximum refractive index of the chemical film layer according to the variation curve; and taking the numerical value as a process parameter when the film deposition system deposits the chemical film.)

碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法及装置

技术领域

本发明涉及红外探测器器件领域，尤其涉及一种碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法及装置。

背景技术

碲镉汞红外探测器在制备过程中，材料表面钝化多采用CdTe/ZnS双层膜体系，对材料表面起到掩膜、保护和遮蔽的作用。目前CdTe/ZnS可以使用磁控溅射、阳极氧化、蒸发等方式沉积，钝化层质量对器件的表面漏电等电学性能具有直接的影响作用。

对于钝化层的质量，碲镉汞生产线一直未有直接的评价标准，为了能够直接便捷的指导工艺，急需对碲镉汞表面的钝化层建立评价体系。并且根据该评价方法指导磁控溅射系统的工艺参数的设置。

发明内容

本发明实施例提供一种碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法及装置，用以解决现有技术中的上述问题。

本发明实施例提供一种碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法，包括：

分别将膜层沉积系统的各工艺参数作为唯一变量，在衬底溅射一层或多层化学膜层；

对所述化学膜层进行折射率测试，获取所述化学膜层的折射率随各工艺参数的变化曲线，并根据所述变化曲线获取所述化学膜层的折射率最大点对应的各个工艺参数的数值；

将所述数值作为膜层沉积系统沉积所述化学膜层时的工艺参数。

本发明实施例还提供一种碲镉汞钝化膜层工艺参数确定装置，包括：

变量模块，用于分别将膜层沉积系统的各工艺参数作为唯一变量，在衬底溅射一层或多层化学膜层；

折射率计算模块，用于对所述化学膜层进行折射率测试，获取所述化学膜层的折射率随各工艺参数的变化曲线，并根据所述变化曲线获取所述化学膜层的折射率最大点对应的各个工艺参数的数值；

设置模块，用于将所述数值作为膜层沉积系统沉积所述化学膜层时的工艺参数。

采用本发明实施例，通过折射率对钝化膜层的评价，确认磁控溅射系统沉积膜层的工艺参数，提高了钝化膜层的致密度，降低了碲镉汞红外探测器的表面漏电。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的

具体实施方式

。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例的碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法的示意图；

图2是本发明实施例的碲镉汞材料表面钝化层折射率测试的示意图；

图3是本发明实施例的CdTe膜层折射率对溅射功率变化的示意图；

图4是本发明实施例的CdTe膜层折射率对工艺压强变化的示意图；

图5是本发明实施例的碲镉汞钝化膜层工艺参数确定装置的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明实施例，提供了一种碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法，

在碲镉汞材料表面沉积的钝化膜层对器件表面的漏电起抑制作用，提高钝化膜层致密度可以增大钝化膜层对漏电的抑制作用。CdTe材料是一种常用的半导体红外薄膜材料,有很好的红外光学特性.其透光区0.97～31μm；ZnS材料是一种荧光材料，在可见光、红外光区域具有很好的透过性。基于两种材料的光学特性，折射率可以作为评价CdTe和ZnS材料膜层质量的重要参数，膜层的致密度越高意味着膜料分子的聚集密度越大，膜的折射率也就越高。基于上述分析，可以根据以下要点对钝化膜层进行评价：

1、对于膜层折射率测试可以使用椭偏移、分光光度计等设备进行测试；

2、对于碲镉汞材料表面钝化膜层可以对单层膜进行折射率测试，也可对双层膜进行折射率测试；

具体地，单层膜测试的方式可以以硅片、碲锌镉衬底、碲镉汞外延材料或者其他不透光半导体材料作为衬底，在其上沉积单层CdTe膜层或ZnS膜层后进行折射率测试。

双层膜测试的方式可以以以硅片、碲锌镉衬底、碲镉汞外延材料或者其他不透光半导体材料作为衬底，在其上沉积CdTe/ZnS双层钝化膜层后进行折射率测试；

3、对于无光刻图形的碲镉汞材料，可以直接对材料表面的钝化层进行测试；

4、对于有光刻图片的碲镉汞材料，可以在第一步光刻工艺时，增加钝化膜层测试方块，用于钝化膜层的折射率测试。

5、使用折射率多点测试方法可以评价表面钝化膜层的厚度及均匀性。

基于上述的分析，以下结合附图，对本发明实施例的技术方案进行说明。

图1是本发明实施例的碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法的示意图，如图1所示，根据本发明实施例的碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法具体包括：

步骤101，分别将膜层沉积系统(例如，磁控溅射系统)的各工艺参数作为唯一变量，在衬底溅射一层或多层的化学膜层，例如，碲化镉CdTe和/或硫化锌ZnS膜层；所述衬底为不透光半导体材料，所述不透光半导体材料具体为以下之一：硅片、碲锌镉衬底、碲镉汞外延材料。

步骤102，对化学膜层进行折射率测试，获取化学膜层的折射率随各工艺参数的变化曲线，并根据所述变化曲线获取化学膜层的折射率最大点对应的各个工艺参数的数值；优选地，可以使用椭偏移设备或者分光光度计对所述化学膜层进行折射率测试。

步骤103，将所述数值作为膜层沉积系统沉积化学磨成时的工艺参数。

优选地，在执行了步骤103之后，还可以进行如下处理：

步骤1，根据确定的所述工艺参数设置膜层沉积系统，通过所述膜层沉积系统在衬底上沉积化学膜层；

步骤2，对该化学膜层进行多点位的折射率测试，根据得到的多点位的折射率确定该化学膜层的厚度均匀性和膜层致密度均匀性。

在本发明实施例中，所述膜层沉积系统包括：磁控溅射系统；所述化学膜层具体包括：碲化镉CdTe和/或硫化锌ZnS。

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。

为了提高碲镉汞表面钝化膜层致密度，提高钝化膜层质量，更好的抑制碲镉汞红外探测器的表面漏电，本发明实施例提供了一种碲镉汞表面钝化层的评价方法，以下结合附图以及几个实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本发明实施例提供的一种碲镉汞钝化膜层工艺参数确定方法，该实施例中，使用折射率对磁控溅射衬底的CdTe膜层进行评价，并用于指导提高该磁控溅射系统CdTe膜层的致密度。以硅片为衬底，在不同的工艺条件下生长CdTe单层膜层，并使用椭偏移进行折射率测试，光源波长0.3～0.8微米。

具体实施时，本发明实施例所述的方法包括：

步骤A：清洗作为衬底使用的硅片，并测试该材料的折射率，在椭偏移控制软件中输入测试结果；

步骤B：以溅射功率作为磁控溅射工艺的唯一变量，在不同功率条件下，以硅片作为衬底溅射CdTe膜层，镀膜功率从40W～200W以10W为等差功率均匀分布；

步骤C：使用椭偏移对B中制备的样品进行折射率测试，如图2所示，并绘出CdTe膜层折射率随溅射功率的变化曲线，如图3所示，通过曲线拟合，得出CdTe膜层折射率最大点的溅射功率；

步骤D:以C中确定的溅射功率，以工艺压强作为磁控溅射工艺的唯一变量，在不同的工艺压强条件下，以硅片作为衬底溅射CdTe膜层，工艺压强1e-3Torr～1e-5Torr等差功率均匀分布；

步骤E：使用椭偏移对D中制备的样品进行折射率测试，并绘出CdTe膜层折射率随工艺压强的变化曲线，如图4所示，通过曲线拟合，得出CdTe膜层折射率最大点的工艺压强；

步骤F：重复步骤B、C、D、E，逐个确认磁控溅射系统的工艺参数。

步骤G：根据上述步骤中确认的磁控溅射系统的工艺参数，以硅片为衬底，沉积CdTe膜层，对该样片进行多点测试，得到CdTe膜层的厚度均匀性及膜层致密度均匀性。

步骤H：重复步骤A～G，得到ZnS膜层的工艺参数，及膜层均匀性。

本发明实施例通过折射率对钝化膜层的评价，确认磁控溅射系统沉积膜层的工艺参数，提高了钝化膜层的致密度，降低了碲镉汞红外探测器的表面漏电。

根据本发明实施例，提供了一种碲镉汞钝化膜层工艺参数确定装置，图5是本发明实施例的碲镉汞钝化膜层工艺参数确定装置的示意图，如图5所示，根据本发明实施例的碲镉汞钝化膜层工艺参数确定装置具体包括：

变量模块50，用于分别将膜层沉积系统的各工艺参数作为唯一变量，在衬底溅射一层或多层化学膜层；所述衬底为不透光半导体材料，所述不透光半导体材料具体为以下之一：硅片、碲锌镉衬底、碲镉汞外延材料。

折射率计算模块52，用于对所述化学膜层进行折射率测试，获取所述化学膜层的折射率随各工艺参数的变化曲线，并根据所述变化曲线获取所述化学膜层的折射率最大点对应的各个工艺参数的数值；优选地，所述折射率计算模块52具体用于：使用椭偏移设备或者分光光度计对该化学膜层进行折射率测试。

设置模块54，用于将所述数值作为膜层沉积系统沉积所述化学膜层时的工艺参数。

所述变量模块50进一步用于：根据确定的所述工艺参数设置膜层沉积系统，通过所述膜层沉积系统在衬底上沉积化学膜层；；

所述折射率计算模块52进一步用于：对该化学膜层进行多点位的折射率测试，根据得到的多点位的折射率确定该化学膜层的厚度均匀性和膜层致密度均匀性。

在本发明实施例中，所述膜层沉积系统包括：磁控溅射系统；所述化学膜层具体包括：碲化镉CdTe和/或硫化锌ZnS。

本发明实施例的装置是与上述方法对应的装置实施例，各个模块的具体操作和描述可以参照上述方法实施例进行理解。

本发明实施例通过折射率对钝化膜层的评价，确认磁控溅射系统沉积膜层的工艺参数，提高了钝化膜层的致密度，降低了碲镉汞红外探测器的表面漏电。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。