專利名稱：銦鎵砷光電探測器制造的開管鋅擴散方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體光電器件制造領(lǐng)域中的銦鎵砷(InGaAs)光電探測器制造的開管鋅(Zn)擴散方法，特別適用于半導體光電器件的鋅(Zn)擴散工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的InGaAs光電探測器制造中的Zn擴散工藝是采用將Zn擴散源和外延片同時放入石英管中抽真空并封管，推進加熱的擴散爐中擴散，然后打破石英管取出外延片來完成。這種方法很麻煩，要求熟練的石英工，而且因為難于抽真空并封石英管，不容易擴散大尺寸的片子。近年來國內(nèi)外均在研究通過不同途徑來實現(xiàn)開管Zn擴散技術(shù)，但到目前為止，國內(nèi)尚沒有實用的開管Zn擴散技術(shù)及相關(guān)專利申請。國外這方面的論文較多，比較有實用價值的是采用MOCVD系統(tǒng)，用二甲基鋅(DMZ)作Zn擴散源，稀釋的磷烷作保護氣體，在低真空中進行擴散，但設備和材料都很昂貴，并且還要求嚴格的安全防護措施，因此常壓下的開管鋅擴散方法一直是制造InGaAs光電探測器所希望獲得的關(guān)鍵工藝技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述背景技術(shù)中的不足之處而提供一種用開管式擴散石英管的InGaAs光電探測器制造的開管鋅擴散方法，本發(fā)明具有擴散結(jié)果均勻、可重復、結(jié)特性好，還具有制造工藝簡單，操作方便、安全，擴散舟和擴散源可反復使用，成本低廉等特點。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題由下列技術(shù)方案實現(xiàn)，它包括的步驟① 擴散石英管放入擴散爐中，擴散爐升溫到400至600℃；② 擴散石英管中通入氮氣和氫氣混合氣體；③ 將擴散源和銦磷/銦鎵砷外延半導體片裝入有蓋的擴散舟中；④ 將擴散舟推入擴散石英管中，在擴散爐中進行高溫擴散，高溫擴散時間10～30分鐘，擴散石英管中氣壓為常壓；⑤ 將擴散舟拉出，冷卻后取出銦磷/銦鎵砷外延半導體片，制作完成。
本發(fā)明的技術(shù)方案還可以通過以下措施實現(xiàn)本發(fā)明擴散石英管制作成開管式擴散石英管結(jié)構(gòu)，擴散源為含鋅固體擴散源，擴散舟為石墨擴散舟。
本發(fā)明相比背景技術(shù)具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明采用開管式擴散石英管結(jié)構(gòu)，在常壓下進行Zn擴散，因此擴散工藝簡單，而且操作方便、安全，擴散舟推進、推出非常方便。
2.本發(fā)明制造的銦磷/銦鎵砷外延半導體片尺寸大小只受到擴散爐及其相應石英管和擴散舟的尺寸限制，只要擴散爐管是足夠大，也可制造相應大小的半導體片尺寸。
3.本發(fā)明使用的擴散舟和擴散源都可反復多次使用，節(jié)省制造工藝材料，因此制造成本低廉。


圖1是本發(fā)明最佳實施例的工藝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中擴散爐為1，擴散石英管為2，擴散舟為3，擴散源為4，InP/InGaAs外延半導體片為5。
具體實施例方式
本發(fā)明最佳實施例如圖1所示，包括下列步驟① 先將擴散爐1升溫到400至600℃，實施例采用市售通用半導體擴散爐升溫到500℃；② 向擴散爐1內(nèi)的擴散石英管2中通入N2和H2混合保護氣體，實施例擴散石英管制作成開管式擴散石英管結(jié)構(gòu)，開管式擴散石英管一端設計成細管結(jié)構(gòu)，便于通入N2和H2氣體，N2和H2氣體為擴散保護氣體；另一端設計成開管結(jié)構(gòu)，便于推進推出擴散舟3；③ 將擴散源4和InP/InGaAs外延半導體片5裝入有蓋的擴散舟中，擴散舟3蓋上蓋子，實施例擴散源4采用含Zn固體擴散源，擴散舟3制作成石墨擴散舟，擴散舟3的大小可以任意設計，一般根據(jù)InP/InGaAs外延半導體片5尺寸設計擴散舟3尺寸大??；④ 擴散舟3推入擴散石英管2，在擴散爐1中進行高溫擴散，高溫擴散的時間為10至30分鐘，實施例擴散時間為20分鐘，擴散氣壓為常壓；⑤ 將擴散舟3拉出，冷卻后取出InP/InGaAs外延半導體片5，制作完成。Zn擴散源4及擴散舟3可留下作下一次擴散用。
權(quán)利要求
1.一種銦鎵砷光電探測器制造的開管鋅擴散方法，其特征在于包括步驟①擴散石英管放入擴散爐內(nèi)，擴散爐升溫到400至600℃；②擴散石英管中通入氮氣和氫氣混合氣體；③將擴散源和銦磷/銦鎵砷外延半導體片裝入有蓋的擴散舟中；④將擴散舟推入擴散石英管中，在擴散爐內(nèi)進行高溫擴散，高溫擴散時間為10至30分鐘，擴散石英管中氣壓為常壓；⑤將擴散舟拉出，冷卻后取出銦磷/銦鎵砷外延半導體片，制作完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銦鎵砷光電探測器制造的開管鋅擴散方法，其特征在于第①步中擴散石英管制作成開管式擴散石英管結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銦鎵砷光電探測器制造的開管鋅擴散方法，其特征在于第③步中擴散源為含鋅固體擴散源，擴散舟為石墨擴散舟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銦鎵砷光電探測器制造的開管鋅擴散方法，它涉及半導體光電器件制造的擴散工藝。它采用開管式擴散石英管結(jié)構(gòu)，通入氮氣和氫氣保護氣體，將鋅擴散源和半導體片裝入石墨擴散舟中，在擴散爐中常壓下進行高溫擴散，完成半導體片的鋅擴散工藝。本發(fā)明具有擴散結(jié)果均勻、重復，結(jié)特性好，而且還具有制造工藝簡單，操作方便、安全，半導體片尺寸可以隨著擴散爐的增大而尺寸做大，擴散舟和擴散源都可反復多次使用，成本低廉等優(yōu)點，特別適用于半導體光電器件的鋅擴散工藝。
文檔編號H01L21/225GK1409379SQ02130720
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月18日
發(fā)明者曾慶明, 李獻杰, 喬樹允, 王全樹 申請人:中國電子科技集團公司第十三研究所