[發(fā)明專利]一種離子注入制備電極的曲面焦平面探測器及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710253080.5 | 申請日： | 2017-04-18 |
| 公開（公告）號： | CN107063473B | 公開（公告）日： | 2019-03-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王宏臣;楊鑫;王鵬;陳文禮;甘先鋒;董珊;孫豐沛 | 申請（專利權(quán)）人： | 煙臺睿創(chuàng)微納技術(shù)股份有限公司 |
| 主分類號： | G01J5/20 | 分類號： | G01J5/20 |
| 代理公司： | 煙臺上禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37234 | 代理人： | 劉志毅 |
| 地址： | 264006 山東省*** | 國省代碼： | 山東;37 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 氧化鈦薄膜 制備 焦平面探測器 探測器 離子 高分辨率成像 超大視場 大視場 面陣列 熱敏層 電極 橋腿 橋面 成像效果 光線焦點 彎曲定型 導(dǎo)體 電極層 平坦度 支撐層 光阻 減薄 半導(dǎo)體 覆蓋 應(yīng)用 保證 | ||
1.一種離子注入制備電極的曲面焦平面探測器，包括一帶有讀出電路的半導(dǎo)體基座和與所述半導(dǎo)體基座電連接的探測器本體，其特征在于，所述探測器為曲面，其曲率半徑不小于3mm，其厚度不超過50μm，所述讀出電路和所述探測器本體的總厚度不超過10μm；
所述探測器本體包括金屬反射層、絕緣介質(zhì)層、支撐層和氧化鈦薄膜，所述半導(dǎo)體基座上設(shè)有金屬反射層和絕緣介質(zhì)層，所述金屬反射層包括若干個金屬塊；
所述絕緣介質(zhì)層上設(shè)有支撐層，所述支撐層上設(shè)有錨點孔和通孔，所述通孔終止于所述金屬塊，所述錨點孔和所述通孔內(nèi)填充有連接金屬，所述支撐層和所述連接金屬上設(shè)有氧化鈦薄膜，所述氧化鈦薄膜包括在橋面區(qū)域的半導(dǎo)體氧化鈦薄膜和在橋腿區(qū)域的導(dǎo)體氧化鈦薄膜，所述半導(dǎo)體氧化鈦薄膜上設(shè)有第一保護(hù)層，所述導(dǎo)體氧化鈦薄膜和所述第一保護(hù)層上設(shè)有第二保護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入制備電極的曲面焦平面探測器，其特征在于，所述連接金屬為鎢、鋁或銅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入制備電極的曲面焦平面探測器，其特征在于，金屬反射層的厚度為金屬反射層對波長為8～14μm的紅外光的反射率在99％以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子注入制備電極的曲面焦平面探測器，其特征在于，所述的絕緣介質(zhì)層為氮化硅薄膜或者氧化硅薄膜，厚度為
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的離子注入制備電極的曲面焦平面探測器，其特征在于，所述支撐層為氮化硅薄膜，厚度為
6.權(quán)利要求1-5任一項所述的離子注入制備電極的曲面焦平面探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1：在包含讀出電路半導(dǎo)體基座上制作金屬反射層，并對金屬反射層進(jìn)行圖形化處理，圖形化后的金屬反射層形成若干個金屬塊；所述金屬塊與半導(dǎo)體基座上的讀出電路電連接；然后，在完成圖形化金屬反射層上沉積絕緣介質(zhì)層；
步驟2：在所述的絕緣介質(zhì)層上沉積犧牲層，并對犧牲層進(jìn)行圖形化處理，在圖形化處理后的犧牲層上形成錨點孔，并在圖形化處理后的犧牲層上沉積支撐層；
步驟3：采用光刻和蝕刻的方法，蝕刻掉部分支撐層，支撐層蝕刻終止于所述金屬塊，形成通孔，在所述通孔和錨點孔內(nèi)沉積連接金屬；
步驟4：在支撐層上沉積氧化鈦薄膜，并在氧化鈦薄膜上沉積第一保護(hù)層，然后，在第一保護(hù)層的橋面上涂覆光阻，所述光阻覆蓋區(qū)域為半導(dǎo)體氧化鈦薄膜，并且作為探測器的熱敏層薄膜；
步驟5：用干法蝕刻或濕法蝕刻方法去除氧化鈦薄膜上面未被光阻覆蓋的第一保護(hù)層薄膜，第一保護(hù)層蝕刻終止于所述氧化鈦薄膜，露出部分氧化鈦薄膜，對露出的氧化鈦薄膜進(jìn)行離子注入，離子是氬、氪或氮離子，注入能量控制在1Kev～100Kev之間，離子濃度控制在1×1013ions/cm2～1×1021ions/cm2之間，離子注入后的氧化鈦薄膜為導(dǎo)體氧化鈦薄膜；
步驟6：去除光阻，在導(dǎo)體氧化鈦薄膜和未被蝕刻掉的第一保護(hù)層上沉積第二保護(hù)層；
步驟7：采用光刻和蝕刻的方法，對第二保護(hù)層進(jìn)行圖形化處理，第二保護(hù)層蝕刻終止于犧牲層；
步驟8：減薄處理，利用減薄設(shè)備，在探測器的正面貼膜，背面進(jìn)行減薄處理，探測器的厚度減薄至50μm以內(nèi)，減薄后在背面貼膜；
步驟9：進(jìn)行結(jié)構(gòu)釋放，去掉犧牲層形成微橋結(jié)構(gòu)；然后，對探測器彎曲定型：將帶有背面貼膜的所述焦平面探測器用受力均勻的圓環(huán)或圓筒固定，在背面抽真空或正面加高壓，使探測器焦平面隨膜變形成曲面，根據(jù)施加的壓力控制曲面曲率半徑，使其曲率半徑不小于3mm，然后，使用物理或化學(xué)的方法，使曲面保持固定曲率，使其不再回復(fù)平面狀態(tài)。
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