一种用于分析碲镉汞界面缺陷形成原因的方法
文献发布时间：2024-01-17 01:17:49
技术领域
本发明属于制冷红外探测器制造领域，具体是一种分析碲镉汞界面缺陷形成原因的方法。
背景技术
碲镉汞外延生长过程中，由于碲锌镉衬底表层存在的缺陷导致生成的碲镉汞外延表面缺陷也会存在一定的缺陷，现有技术中一般通过分析LPE外延前后碲锌镉衬底表面与碲镉汞外延表面缺陷的对应关系，LEP外延生长后，将衬底全部去除，再观察外延界面缺陷，分析衬底对外延的影响。外延生长过程中回熔导致碲锌镉衬底表层缺陷并不能很好地与碲镉汞界面缺陷对应，因此，通过外延前后衬底表面与衬底完全去除后碲镉汞界面的比较得到的缺陷形成的原因不准确。
现有技术中通过电子显微镜虽然能很好地表征截面界面处的缺陷，单只局限于截面界面处的缺陷，而不能对整个表面进行分析。
现有技术中还存在通过在外延表面缺陷处划片或减薄，然后用扫描电子显微镜或透射电子显微镜进行分析，这会破坏外延结构，导致外延无法使用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种用于分析碲镉汞界面缺陷形成原因的方法，包括如下步骤：
步骤1.用AB胶将LPE生长完成后的碲镉汞晶片粘贴在硅片上，碲镉汞外延面向硅片，碲锌镉衬底在远离所述硅片的一侧；
步骤2.通过减薄和/或者抛光将碲锌镉衬底减薄，减薄后碲锌镉衬底通过显微镜观察得到碲锌镉衬底的图像；
步骤3.利用溴甲醇溶液腐蚀碲锌镉衬底将步骤2中产生的加工损伤去除；
步骤4.利用位错腐蚀剂将步骤处理后的碲镉汞晶片腐蚀10-30s，得到碲锌镉衬底表面的夹杂物与位错腐蚀坑；通过显微镜拼图记录夹杂物和腐蚀坑形貌与位置；
步骤5.将步骤4处理后的碲镉汞晶片利用选择性腐蚀剂将碲锌镉衬底全部去除，通过显微镜拼图记录外延界面的腐蚀坑形貌与位置；
步骤6.通过比较碲锌镉衬底与碲镉汞外延之间界面附近的碲锌镉衬底与碲镉汞外延的腐蚀坑形貌与位置，分析碲镉汞外延的界面缺陷形成的原因。
进一步的，步骤1中碲镉汞外延面向硅片，碲锌镉衬底在远离所述硅片的一侧。
进一步的，步骤1中所述碲镉汞晶片固定于硅片上。
进一步的，步骤2中利用减薄机进行减薄操作，利用抛光机进行抛光操作。
进一步的，步骤2中减薄后碲锌镉衬底剩余厚度为10~15μm。
进一步的，步骤3中溴甲醇溶液腐蚀后碲锌镉衬底剩余厚度5~10μm。
进一步的，步骤4中得到碲锌镉衬底表面5~10μm的夹杂物大缺陷与位错腐蚀坑小缺陷。
进一步的，步骤4中位错腐蚀剂腐蚀10-30s。
进一步的，步骤4中位错腐蚀剂是HN0
进一步的，步骤5中选择性腐蚀剂是HN0
有益效果
本发明利用腐蚀得到界面附近的衬底缺陷位置与形貌，对比去除衬底后界面缺陷形貌与位置，衬底缺陷和界面缺陷可以准确对应，从而对整个碲镉汞晶片的界面缺陷的形成原因进行准确分析；本发明的分析方法不会破坏碲镉汞晶片，不影响分析后碲镉汞晶片的利用。
附图说明
图1-5是本发明的用于分析碲镉汞界面缺陷形成原因的方法对应步骤的示意图；
图6是碲锌镉衬底去除前碲镉汞外延表面的显微图；
图7是减薄后碲锌镉衬底的显微图；
图8是位错腐蚀剂腐蚀后的碲锌镉衬底的显微图；
图9是选择性腐蚀剂外延界面的显微图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的用于分析碲镉汞界面缺陷形成原因的方法，包括如下步骤：
步骤1.如图1所示，首先，用AB胶2将LPE生长完成后的碲镉汞晶片1粘贴在硅片5上，碲镉汞外延3面向硅片5，碲锌镉衬底4在远离所述硅片5的一侧，这样将碲镉汞晶片1固定于硅片5上。此时，碲镉汞外延3表面如图6所示。
步骤2.如图2所示，利用减薄机和抛光机通过减薄和/或者抛光将粘贴在硅片5上的碲镉汞晶片1的碲锌镉衬底4减薄，减薄后碲锌镉衬底4剩余10~15μm；通过金相显微镜观察得到碲锌镉衬底4的图像，如图7所示。
步骤3.如图3所示，利用溴甲醇溶液将步骤2中产生的加工损伤去除，溴甲醇溶液腐蚀完后碲锌镉衬底4剩余5~10μm。
步骤4.如图4所示，利用衬底A面位错腐蚀剂将步骤3处理后的碲镉汞晶片1腐蚀10-30s，这样远离硅片5一侧的碲锌镉衬底4被腐蚀，靠近硅片5一侧的碲锌镉衬底4不被腐蚀，可以得到碲锌镉衬底表面5~10μm的夹杂物大缺陷与位错腐蚀坑小缺陷。通过金相显微镜拼图记录夹杂物和腐蚀坑形貌与位置，如图8所示。
步骤5.如图5所示，将步骤4处理后的碲镉汞晶片1利用选择性腐蚀剂将碲锌镉衬底4全部去除，碲锌镉衬底4与碲镉汞外延3之间的界面6显露。同样通过金相显微镜拼图记录腐蚀坑形貌与位置，如图9所示。
步骤6.通过比较碲锌镉衬底4与碲镉汞外延3之间界面6附近的碲锌镉衬底4与碲镉汞外延3的腐蚀坑形貌与位置，分析碲镉汞外延3的界面缺陷形成的原因。
其中，步骤4和步骤5中使用的A面位错腐蚀剂和选择性腐蚀剂可以是HN0
以上所述及图中所示的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。