[發(fā)明專利]一種用于紅外探測器小孔腐蝕的腐蝕液及方法

有效

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• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113621374B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃立;李勝利;馬占鋒;高健飛;黃晟;羅學(xué)強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢高芯科技有限公司
• 主分類號: C09K13/04
• 分類號: C09K13/04;B81C1/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 徐瑛

本發(fā)明提供了一種用于紅外探測器小孔腐蝕的腐蝕液，包括作為溶劑的水，以及溶于水中的溶質(zhì)，所述溶質(zhì)包括鹽酸、醋酸和氯化鋅。另外，本發(fā)明還提供了紅外探測器小孔腐蝕方法，包括在襯底犧牲層上沉積硫化鋅層，作為增透膜；在硫化鋅層上沉積非晶硅層，作為紅外透過層和硫化鋅濕法腐蝕的硬掩模版；對非晶硅層進(jìn)行光刻、干法刻蝕和去膠，得到釋放孔前驅(qū)體；用上述腐蝕液對硫化鋅層進(jìn)行單片式濕法腐蝕，得到所需要的小孔。該發(fā)明以鹽酸作為腐蝕劑，并在鹽酸中引入水、醋酸和氯化鋅分別作為稀釋劑、緩沖劑和保護(hù)劑，有效避免了硫化鋅濕法腐蝕過程中的浮膠現(xiàn)象，顯著改善了硫化鋅側(cè)向鉆蝕嚴(yán)重的問題，解決了微尺寸孔濕法腐蝕的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紅外探測器制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于紅外探測器小孔腐蝕的腐蝕液及方法。

背景技術(shù)

紅外探測器的工作原理是將熱敏材料受紅外輻射產(chǎn)生的熱信號轉(zhuǎn)換為電信號。大氣環(huán)境對3～5μm和8～14μm的紅外線是透明的，利用這兩個波段制作的紅外探測器，可以在夜晚或雨雪、沙塵、大霧等天氣，清晰地觀察到所需監(jiān)控的對象，正是因?yàn)榧t外輻射的這個特點(diǎn)，紅外探測器廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。

紅外探測器屬M(fèi)EMS器件，包含很多小孔和微橋，為使探測器發(fā)揮最佳性能并保護(hù)這些微小的結(jié)構(gòu)，紅外探測器必須封裝在真空環(huán)境中，而在真空封裝過程中往往需要在封裝結(jié)構(gòu)上引入硫化鋅作為紅外增透膜；多余的硫化鋅可采用鹽酸濕法腐蝕去除。但不論使用濃鹽酸還是稀鹽酸，硫化鋅濕法腐蝕過程中不僅會出現(xiàn)浮膠現(xiàn)象，破壞圖形結(jié)構(gòu)；還會因?yàn)闈穹ǜg各向同性的特點(diǎn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的側(cè)向鉆蝕現(xiàn)象，當(dāng)特征線寬非常小的情況下將嚴(yán)重影響封裝效果，因此，需要改進(jìn)腐蝕液配方和小孔腐蝕工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有紅外探測器小孔濕法腐蝕易出現(xiàn)浮膠現(xiàn)象，破壞圖形結(jié)構(gòu)，以及側(cè)向鉆蝕嚴(yán)重的問題。

為此，本發(fā)明提供了一種用于紅外探測器小孔腐蝕的腐蝕液，包括作為溶劑的水，以及溶于水中的溶質(zhì)，所述溶質(zhì)包括鹽酸、醋酸和氯化鋅。

進(jìn)一步的，所述鹽酸的質(zhì)量濃度為36～38%，醋酸的質(zhì)量濃度不小于99.8%。

進(jìn)一步的，所述鹽酸、水、醋酸的體積比為5:4:1～5:5:1。

進(jìn)一步的，所述氯化鋅的濃度為24.0～27.0mol/L。

另外，本發(fā)明還提供了一種紅外探測器小孔腐蝕方法，包括如下步驟：

S1，在含有待加工器件結(jié)構(gòu)的襯底上涂覆襯底犧牲層；

S2，在襯底犧牲層上沉積硫化鋅層，作為增透膜；

S3，在硫化鋅層上沉積非晶硅層，作為紅外透過層和硫化鋅層腐蝕的硬掩模版；

S4，對非晶硅層進(jìn)行光刻、干法刻蝕和去膠，得到釋放孔前驅(qū)體；

S5，用上述的腐蝕液對硫化鋅層進(jìn)行濕法腐蝕，得到所需要的小孔。

進(jìn)一步的，所述襯底犧牲層為聚酰亞胺犧牲層，其厚度為2.0～2.2μm。

進(jìn)一步的，所述硫化鋅層厚度為1.0～1.2μm。

進(jìn)一步的，所述非晶硅層厚度為100～150nm。

進(jìn)一步的，所述釋放孔前驅(qū)體的直徑為0.8～1.0μm。

進(jìn)一步的，所述步驟S5中濕法腐蝕采用單片式濕法腐蝕，且腐蝕液的溫度為30±2℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明提供的這種用于紅外探測器小孔腐蝕的腐蝕液以鹽酸作為腐蝕劑，并在鹽酸中引入水、醋酸和氯化鋅分別作為稀釋劑、緩沖劑和保護(hù)劑，有效改善了硫化鋅腐蝕過快、側(cè)向鉆蝕嚴(yán)重的問題。