如何制作锑化铟（InSb）光电二极管阵列？
锑化铟（InSb）半导体晶片作为制备中红外探测器的主流材料，具有高迁移率，窄禁带的特征。低温下，Insb半导体材料对红外光吸收的系数约为1014cm-1，量子效率高达80%。锑化铟半导体材料的快速发展为推动大规格、高性能、低成本的新一代红外焦平面探测器的发展奠定了良好的基础。厦门中芯晶研可提供2、3、4英寸，N型和P型锑化铟InSb半导体晶片及外延片，适用于中红外焦平面探测器。
为了提高低光照条件下的灵敏度，InSb 红外探测器通常被制造为光电二极管阵列，而不是光电导体阵列。 这是通过PN结实现的。 PN 结可以通过几种不同的方式对进行制作，但最简单的方法是通过热扩散。
热扩散是一种将掺杂源材料和衬底置于真空密封石英安瓿中的技术。然后将安瓿加热到高温以软化衬底并将源材料蒸发成气相。然后高浓度的气态元素将扩散到衬底中。通过将掺杂源材料与衬底的构成元素合金化，可以控制掺杂源的分压，这允许在一定深度处相对突然下降的相对平坦的掺杂分布。最常用于 InSb 衬底热扩散掺杂的材料是镉和锌。这些元素在 InSb半导体中充当受体以形成 p 型区域。通常镉和锌元素扩散在InSb彻底中的PN结深度为 1-3 µm。
虽然基本的 PN 结检测器结构在红外成像方面表现出色，但如果要制造更复杂的检测器结构，则需要进行改进。 例如： PIN 和 APD 光电二极管结构需要对使用热扩散无法实现的掺杂分布进行额外控制。 使用热扩散可以实现的掺杂分布仅限于表面的高浓度，在一定距离后会下降。 没有办法使用热扩散将掺杂区域掩埋在表面之下。 这时，我们可以选择外延生长和离子注入来制造PN结。
外延生长是将晶体材料逐层沉积在锑化铟衬底上的过程。 在生长过程中，可以将精确的杂质水平引入生长室以控制生长材料中的掺杂水平。 这个过程允许对掺杂分布进行非常好的控制。 然而，外延工艺很昂贵，并且仅在热扩散或离子注入工艺不适合时使用。
离子注入是将掺杂材料放入离子等离子体状态并加速并注入到InSb衬底，达到一定深度，形成PN结的一种技术。该技术通过控制注入过程中施加到离子的能量，可以控制离子穿透的深度。 离子注入是用于CMOS制造的高度发达的技术。为了使用离子注入制造 PIN 和 APD 光电二极管等结构，必须建立对 InSb 中离子停止范围。
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陈经理