專(zhuān)利名稱(chēng)：長(zhǎng)波平面型光電探測(cè)器微型球透鏡制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型球透鏡的制作方法，應(yīng)用于長(zhǎng)波平面型光電探測(cè)器微型球透鏡的制作。
背景技術(shù)：
制作長(zhǎng)波平面型光電探測(cè)器的常規(guī)方法是在化合物半導(dǎo)體(如InP等)單晶襯底上，外延生長(zhǎng)各外延層獲得了外延晶片，通過(guò)在外延晶片上進(jìn)行各種半導(dǎo)體器件制作工藝制作成光電探測(cè)器管芯。入射光從外延層表面照射到光電探測(cè)器的光敏面(正照)時(shí)，其能量被吸收后，躍遷形成光生載流子，并以飽和速度漂移穿過(guò)耗盡層，在外電路產(chǎn)生光電流，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。為了提高光電探測(cè)器的頻響特性，目前的光電探測(cè)器普遍采用入射光從襯底面照射到光電探測(cè)器的光敏面(背照)的結(jié)構(gòu)。隨著光電探測(cè)器的高速應(yīng)用，要求光電探測(cè)器具有足夠?qū)挼膸挕p小平面結(jié)的面積(達(dá)到減小結(jié)電容)是獲得寬帶光電探測(cè)器的有效途徑。小的結(jié)面積雖然提高了光電探測(cè)器的工作帶寬，但隨之而來(lái)的又降低了光電探測(cè)器同光纖的耦合效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前光電探測(cè)器小的結(jié)面積，發(fā)明一種新結(jié)構(gòu)的光電探測(cè)器，既保證光電探測(cè)器具有寬的工作帶寬，而又使其同光纖耦合時(shí)具有高的耦合效率。該光電探測(cè)器采用背照式結(jié)構(gòu)，兩電極同側(cè)，其特征在于在光電探測(cè)器管芯光敏面的襯底面，采用離子束刻蝕的方法制作一球型微透鏡，其作用是將光纖的出射光聚焦在吸收層小的光敏區(qū)，保證入射光在耗盡區(qū)內(nèi)充分被吸收，以提高光電探測(cè)器管芯同光纖的耦合效率。
離子束刻蝕制作球型微透鏡掩膜的制作方法是采用對(duì)光刻工藝制作的圓柱形光致抗蝕劑進(jìn)行融熔，通過(guò)控制融熔的溫度和時(shí)間使融熔后的掩膜成球冠形狀。離子束刻蝕制作球型微透鏡的方法是利用攜帶能量的Ar+離子的轟擊實(shí)現(xiàn)靶材料(InP)的濺射刻蝕。


附圖是本發(fā)明的工藝示意圖。
圖中[1]是光致抗蝕劑；[2]是InP襯底。
具體實(shí)施例方式
首先在附圖中(a)的InP襯底[2]背面用涂膠機(jī)均勻涂上一層所需厚度的光致抗蝕劑(光刻膠)[1]，通過(guò)曝光、顯影獲得如附圖中(b)的形狀，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下對(duì)(b)的光致抗蝕劑進(jìn)行融熔得附圖中(c)；將(c)放入離子束刻蝕機(jī)內(nèi)通Ar氣，對(duì)(c)進(jìn)行離子束刻蝕，最后得到附圖中(d)。球型微透鏡制作完畢。
下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例1、在InP襯底[2]的背面采用施轉(zhuǎn)涂膠機(jī)涂敷一均勻的光致抗蝕劑，厚度3～5μm，得附圖中(a)的圖形；2、采用紅外光刻機(jī)光刻出如附圖中(b)的圖形，使圓柱形光致抗蝕劑的中心與光電探測(cè)器光敏面中心對(duì)正；3、在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將附圖中(b)的圓柱形光致抗蝕劑加熱融熔，冷卻后收縮成附圖中(c)的形狀；4、將附圖中(c)的圖形，放入離子束刻蝕機(jī)內(nèi)，抽真空，襯底真空度抽至5.5×10-3Pa，Ar+離子能量范圍為500～600eV，束流為50～60mA，束流直徑為φ15cm，離子束的入射角為75°，襯底以5～10轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在以上條件下，對(duì)圖中(c)的圖形進(jìn)行濺射刻蝕，最后得到附圖中(d)的圖形。
5、關(guān)閉離子束刻蝕機(jī)，取出芯片，制作完畢。
此方法還可用線(xiàn)列、陣列、象限各種光電探測(cè)器所需微型球透鏡的制作。
權(quán)利要求
1.一種光電探測(cè)器微型球透鏡的制作方法，其特征在于微型球透鏡是在光電探測(cè)器管芯光敏面的襯底面，采用離子束刻蝕的方法制作的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型球透鏡的制作方法，其特征在于離子束是采用Ar+離子束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型球透鏡的制作方法，其特征在于離子束刻蝕的掩膜是用光刻工藝制作的圓柱形光致抗蝕劑經(jīng)過(guò)融熔后成球冠形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型球透鏡的制作方法，其特征在于離子束刻蝕的條件是，襯底真空度5.5×10-3Pa，Ar+離子源的能量500～600eV，束流為50～60mA，束流直徑為φ15cm，離子束的入射角為75°，襯底以5～10轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種長(zhǎng)波平面型光電探測(cè)器微型球透鏡的制作方法，其特征在于微型球透鏡是在光電探測(cè)器管芯光敏面的襯底面，采用Ar
文檔編號(hào)G02B6/42GK1492245SQ02133929
公開(kāi)日2004年4月28日 申請(qǐng)日期2002年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月21日
發(fā)明者朱華海 申請(qǐng)人:重慶科業(yè)光電有限公司