[發明專利]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

• 申請號: 201710253080.5
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107063473B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 王宏臣;楊鑫;王鵬;陳文禮;甘先鋒;董珊;孫豐沛
• 申請（專利權）人: 煙臺睿創微納技術股份有限公司
• 主分類號: G01J5/20
• 分類號: G01J5/20
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本發明涉及一種離子注入制備電極的曲面焦平面探測器，所述探測器為曲面，其曲率半徑不小于3mm，其厚度不超過50μm，且其電極層和熱敏層均為氧化鈦薄膜，平坦度較高，且能夠適用大視場或超大視場，超大面陣列高分辨率成像；還涉及上述探測器的制備方法，在支撐層上制備氧化鈦薄膜，用光阻覆蓋橋面區域的氧化鈦薄膜，對橋腿處的氧化鈦薄膜進行離子注入，橋面區域的氧化鈦薄膜為半導體氧化鈦薄膜，相當于熱敏層；橋腿區域的氧化鈦薄膜為導體氧化鈦薄膜；還包括對探測器減薄至50μm以內，并對其進行彎曲定型的步驟；可以始終保持光線焦點在焦平面探測器上，從而保證最大程度的成像效果，適合應用于大視場或超大視場，超大面陣列高分辨率成像。

技術領域

本發明屬于半導體技術中的微機電系統工藝制造領域，具體涉及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。

背景技術

隨著人們對各個波段電磁波的研究，21世紀以來，太赫茲成像技術漸漸進入了人們的視線。太赫茲的頻率很高、波長很短，具有很高的時域頻譜信噪比，且在濃煙、沙塵環境中傳輸損耗很少，可以穿透墻體對房屋內部進行掃描。與耗資較高、作用距離較短、無法識別具體爆炸物的X射線掃描儀相比，太赫茲成像具有獨特優勢，目前已經初步應用于檢查郵件、識別炸藥及無損探傷等安全領域。

高分辨率的圖像成為必然的需求，現有方案均是平面焦平面陣列成像，在進入大規模高清(2K，4K)成像時，研究人員通過透鏡和其它光學組件等復雜的系統來調整光路，使得光線聚焦在探測器焦平面(FPA)，以得到更好的成像效果，應用比較復雜。

使用平面焦平面探測器時，傳統的小視場低分辨率的紅外或太赫茲成像時，透鏡聚焦所成的像均在主光軸附近，而且焦深足以覆蓋探測器焦平面范圍，形成清晰的像；但是，在進行大視場高分辨率成像的時候，視場邊緣要成像，那隨之而來的斜入射的光線也越來越多，這些光線的聚焦點會偏離焦平面，而且越往視場邊緣，斜入射角度越大，成像的焦點會離主光軸越遠，并逐漸離平面焦平面越來越遠。當焦點距離平面超過焦深時，就會發生越往圖像邊緣越失真的現象。

現在一般使用氧化釩作為熱敏薄膜，但是氧化釩熱敏薄膜和集成電路制造工藝的兼容性不好，工廠擔心氧化釩材料和釩材料玷污設備，需要對氧化釩工藝后的設備，進行單獨配置且進行隔離，防止玷污其它產品和工藝設備。

另外，現有技術中一般通過沉積金屬電極與熱敏層薄膜電連接，將熱敏層感受到的溫度變化傳遞到基座的讀出電路上，還需要將金屬電極層通過光刻或蝕刻圖形化處理，工藝繁瑣，產能較低，且浪費資源，且不管是先沉積熱敏薄膜，再沉積電極，還是先沉積電極，后沉積熱敏薄膜，兩者都不在一個平面上，多一個平面，對平坦度就多一分影響，工藝步驟越多，就可能帶來越多的缺陷，影響良率。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的不足，提供一種離子注入制備電極的曲面焦平面探測器，使用氧化鈦作為熱敏層薄膜，且對部分氧化鈦薄膜進行離子注入，使該部分氧化鈦薄膜成為導體氧化鈦薄膜，代替現有技術中的金屬電極，工藝簡單，產能較高；且探測器為曲面，能夠適用于大視場、超大視場或超大面陣列高分辨率成像。

本發明中解決上述技術問題的一種離子注入制備電極的曲面焦平面探測器的技術方案如下：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體基座和與所述半導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、絕緣介質層、支撐層和氧化鈦薄膜，所述半導體基座上設有金屬反射層和絕緣介質層，所述金屬反射層包括若干個金屬塊；