專利名稱：氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝中的化學(xué)刻蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件制造工藝領(lǐng)域，涉及一種化學(xué)刻蝕方法，特別是一種氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝中的氧化鋅材料的濕法刻蝕方法。
背景技術(shù)：
紫外探測器在軍用和民用兩方面都有著廣泛的應(yīng)用，包括導(dǎo)彈發(fā)射探測，火焰?zhèn)鞲衅?，紫外輻射?biāo)定和監(jiān)測，化學(xué)和生物分析，光纖通信和天文研究等方面。在這些應(yīng)用中，高的響應(yīng)度，快的響應(yīng)時間和高的信噪比是人們追求的器件參數(shù)。最近以來，寬禁帶材料被人們廣泛的應(yīng)用來提高紫外探測器的響應(yīng)度和可靠性。其中氧化鋅材料由于其比較高的對紫外響應(yīng)度，比較容易的制作加工方法以及可以在高溫和惡劣環(huán)境中的使用穩(wěn)定性得到了人們的廣泛的注意和研究。
隨著紫外焦平面成像陣列的制作，人們可以通過紫外成像從而進(jìn)行更好的實現(xiàn)對紫外的探測。因此，紫外焦平面成像陣列的制作成為人們研究的熱點。在氧化鋅紫外成像陣列的制作過程中，刻蝕是其中必不可少而且十分重要的一個步驟。由于刻蝕步驟起著非常重要的作用，決定著紫外焦平面陣列的平整性和均勻性，從而影響著紫外成像圖像的成像效果，因此找到一種簡便和行之有效的刻蝕方法是十分必須和重要的。
刻蝕通常分為干法刻蝕及濕法刻蝕兩種，其中化學(xué)刻蝕因具有成本低(不需要干法刻蝕那樣昂貴的等離子體設(shè)備)、刻蝕速率可控、操作簡單以及適用范圍廣等優(yōu)點而被廣泛采用。但還沒有文獻(xiàn)公開化學(xué)刻蝕用于氧化鋅紫外焦平面成像列制作工藝中的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝中的化學(xué)刻蝕方法。該方法很好的實現(xiàn)了刻蝕表面平整，很好的選擇性(對光刻膠沒有腐蝕性)和非常好的縱橫比要求。該方法通過改變氯化銨溶液的濃度或者通過水浴加熱來改變水浴的溫度，就可以在保證刻蝕表面平整的前提下，得到不同的刻蝕速度，操作非常簡單；而且通過控制刻蝕時間就可以控制刻蝕深度。
為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種用于氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝中的化學(xué)刻蝕方法，其特征在于，該方法對采用常規(guī)的光刻方法制作好氧化鋅材料的掩模，以質(zhì)量濃度為5％-10％的氯化銨水溶液對掩模進(jìn)行化學(xué)刻蝕，刻蝕時間為20分鐘至50分鐘，刻蝕速率為26nm/min～625nm/min，即可氧化鋅薄膜上獲得平整的刻蝕表面和氧化鋅紫外焦平面成像陣列縱橫比。
上述氯化銨的水溶液采用水浴進(jìn)行加熱，加熱溫度為30℃～40℃。
本發(fā)明的用于氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝中的化學(xué)刻蝕方法的優(yōu)點如下(1)刻蝕表面平整度高；(2)刻蝕的選擇性非常好(對光刻膠沒有腐蝕性)；(3)可以達(dá)到非常好的縱橫比要求；(4)對要刻蝕的樣品沒有任何雜質(zhì)離子的污染，對器件的性能沒有影響；(5)并且只需改變氯化銨溶液的濃度，就可以在保證刻蝕表面平整和比較好的氧化鋅紫外焦平面成像縱橫比的前提下，得到不同的刻蝕速率，操作非常簡單；(6)還可以通過控制刻蝕時間來控制刻蝕深度。


圖1是刻蝕氧化鋅陣列的掩膜圖形1。(其中，由左自右、由上自下的圖形分別為放大50倍、200倍、500倍和1000倍的圖像，圖中，陣列點部分為光刻膠，其余部分為氧化鋅表面。)圖2是刻蝕所氧化鋅陣列的掩膜圖形2。(其中，由左自右、由上自下的圖形分別為放大50倍、100倍、200倍和500倍的圖像，圖中陣列點部分為氧化鋅表面，其余部分為光刻膠。)圖3是刻蝕完成后帶有光刻膠時的圖像。(其中，由左自右、由上自下的圖形分別為放大50倍、200倍、500倍和1000倍的圖像。)圖4是刻蝕完成后去掉光刻膠時的圖像。(其中，由左自右、由上自下的圖形分別為放大50倍、200倍、500倍和1000倍的圖像。)圖5是刻蝕完成后的剖面圖像。(其中，由左自右的圖形為放大000倍的圖像，圖中上面部分為石英襯底，下面部分為氧化鋅膜。)圖6是刻蝕完成后帶有光刻膠時的圖像。(其中，由左自右、由上自下的圖形分別為放大50倍、200倍、500倍和500倍的圖像。)圖7是刻蝕完成后去掉光刻膠時的圖像。(其中，由左自右、由上自下的圖形分別為放大50倍、100倍、500倍和500倍的圖像。)圖8是刻蝕完成后帶有光刻膠時的圖像。(其中，由左自右的圖形分別為放大500倍和1000倍的圖像。)圖9是刻蝕完成后去掉光刻膠時的圖像。(其中，由左自右的圖形分別為放大500倍和1000倍的圖像。)以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實施例方式
本發(fā)明的用于氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝中的化學(xué)刻蝕方法，是為氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝專門設(shè)計的，該方法以質(zhì)量濃度為5％-10％的氯化銨水溶液對氧化鋅材料的掩模進(jìn)行化學(xué)刻蝕，刻蝕時間為20分鐘至50分鐘，刻蝕速率為26nm/min～625nm/min，即可氧化鋅薄膜上獲得平整的刻蝕表面和氧化鋅紫外焦平面成像陣列縱橫比。
以下是發(fā)明人給出的實施例，需要說明的是，這些實施例均是本發(fā)明較優(yōu)的例子，本發(fā)明不限于這些實施例。
實施例1一種用于氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝中的化學(xué)刻蝕方法，該方法首先使用常規(guī)的光刻方法制作如圖1所示的氧化鋅材料的掩模，并使用Nikon ECLIPSE LV150型工業(yè)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測，然后，使用質(zhì)量濃度為10％的氯化銨(NH4Cl)溶液進(jìn)行刻蝕。待刻蝕到襯底時，使用Nikon ECLIPSELV150型工業(yè)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測，如圖3所示，氧化鋅材料的掩模完好無損，確切證明氯化銨的刻蝕選擇性非常好。然后，去掉掩模上的光刻膠后，再使用Nikon ECLIPSE LV150型工業(yè)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測，如圖4所示，最終在氧化鋅薄膜上獲得了平整的刻蝕表面；如圖5所示，在氧化鋅的剖面圖上可以得到較好的氧化鋅紫外焦平面成像陣列縱橫比。氧化鋅層的膜厚為1.3μm，刻蝕時間為20min，得到的刻蝕速率為625nm/min。
實施例2一種用于氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝中的化學(xué)刻蝕方法，首先使用采用常規(guī)的光刻方法制作如圖1所示的氧化鋅材料的掩模，并使用Nikon ECLIPSE LV150型工業(yè)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測，然后，使用質(zhì)量濃度為5％的氯化銨(NH4Cl)溶液進(jìn)行刻蝕。待刻蝕到襯底時，使用Nikon ECLIPSELV150型工業(yè)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測，如圖6所示，確切證明氯化銨對掩模光刻膠沒有刻蝕作用。然后，去掉掩模上的光刻膠后，再使用Nikon ECLIPSELV150型工業(yè)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測，如圖7所示，最終在氧化鋅薄膜上獲得了平整的刻蝕表面和較好的氧化鋅紫外焦平面成像陣列縱橫比。氧化鋅層的膜厚為1.3μm，刻蝕時間為50min，得到的刻蝕速率為26nm/min。
實施例3一種用于氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝中的化學(xué)刻蝕方法，首先使用采用常規(guī)的光刻方法制作如圖1所示的氧化鋅材料的掩模，并使用Nikon ECLIPSE LV150型工業(yè)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測，然后，使用質(zhì)量濃度為5％的氯化銨(NH4Cl)溶液并用水浴加熱30℃后進(jìn)行刻蝕。待刻蝕到掩模襯底時，使用Nikon ECLIPSE LV150型工業(yè)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測，如圖8所示，確切證明氯化銨對掩模光刻膠沒有刻蝕作用。然后去掉掩模上的光刻膠后，再使用Nikon ECLIPSE LV150型工業(yè)光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀測，如圖9所示，最終在氧化鋅薄膜上獲得了平整的刻蝕表面和較好的氧化鋅紫外焦平面成像陣列縱橫比。氧化鋅層的膜厚為1.3μm，刻蝕時間為40min，得到的刻蝕速率為32.5nm/min。
實施例4本實施例和實施例3所不同的是，氯化銨(NH4Cl)溶液并用水浴加熱40℃后進(jìn)行刻蝕，其余均同實施例3，同樣可以達(dá)到實施例3的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于氧化鋅紫外焦平面成像陣列制作工藝中的化學(xué)刻蝕方法，其特征在于，該方法對采用常規(guī)的光刻方法制作好氧化鋅材料的掩模，以質(zhì)量濃度為5％-10％的氯化銨水溶液對掩模進(jìn)行化學(xué)刻蝕，刻蝕時間為20分鐘至50分鐘，刻蝕速率為26nm/min～625nm/min，即可氧化鋅薄膜上獲得平整的刻蝕表面和氧化鋅紫外焦平面成像陣列縱橫比。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述氯化銨的水溶液采用水浴進(jìn)行加熱，加熱溫度為30℃～40℃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧化鋅紫外探測焦平面成像陣列制作中氧化鋅材料的化學(xué)刻蝕方法，該方法首先制作氧化鋅材料的掩模，然后通過氯化銨水溶液進(jìn)行刻蝕，其中為了改善刻蝕效果還可以對刻蝕液進(jìn)行水浴加熱。上述刻蝕方法中，由于采用氯化銨溶液作為刻蝕劑，因此它具有以下優(yōu)點(1)刻蝕表面平整度高；(2)刻蝕的選擇性非常好(對光刻膠沒有腐蝕性)；(3)可以達(dá)到非常好的縱橫比要求；(4)對要刻蝕的樣品沒有任何雜質(zhì)離子的污染，對器件的性能沒有影響；(5)并且只需改變氯化銨溶液的濃度，就可以在保證刻蝕表面平整和比較好的縱橫比的前提下，得到不同的刻蝕速率，操作非常簡單；(6)可以通過控制刻蝕時間來控制刻蝕深度。
文檔編號H01L31/18GK101071775SQ200710017888
公開日2007年11月14日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者張景文, 高群, 侯洵 申請人:西安交通大學(xué)