[发明专利]一种非制冷双色偏振红外探测器及其制造方法有效
申请号: | 201710328750.5 | 申请日: | 2017-05-11 |
公开(公告)号: | CN107101728B | 公开(公告)日: | 2019-06-21 |
发明(设计)人: | 邱栋;甘先锋;王鹏;王宏臣;陈文礼 | 申请(专利权)人: | 烟台睿创微纳技术股份有限公司 |
主分类号: | G01J5/20 | 分类号: | G01J5/20;B81C1/00 |
代理公司: | 烟台上禾知识产权代理事务所(普通合伙) 37234 | 代理人: | 刘志毅 |
地址: | 264006 山东省*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 制冷 偏振 红外探测器 及其 制造 方法 | ||
1.一种非制冷双色偏振红外探测器的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1.提供一未进行牺牲层释放的非制冷双色红外探测器,在所述非制冷双色红外探测器的第二保护层上沉积光栅牺牲层,并对光栅牺牲层进行图形化处理,在图形化处理的后的光栅牺牲层上沉积光栅支撑层;
步骤2:在光栅支撑层上制备金属光栅结构;
步骤3:结构释放,释放光栅牺牲层、第一牺牲层和第二牺牲层,形成非制冷双色偏振红外探测器。
2.根据权利要求1所述的一种非制冷双色偏振红外探测器的制造方法,其特征在于,步骤1中所述的未进行牺牲层释放的非制冷双色红外探测器的制备方法如下:
(1)在包含ASIC电路的衬底上沉积一层金属反射层,并对所述金属反射层进行图形化处理,图形化处理之后的金属反射层包括矩阵排列的金属块;
(2)在金属反射层上沉积绝缘介质层,并对所述绝缘介质层进行化学机械抛光处理CMP处理;
(3)利用光刻和蚀刻的方法,在第一、三区域,对应阵列的探测器像元接口电极的对应位置上蚀刻连接孔,在所述连接孔内沉积连接金属;
(4)在第一、三区域绝缘介质层上沉积金属电极层,并对金属电极层进行图形化处理,图形化处理之后的金属电极层形成若干个矩阵排列的金属电极,且金属电极与所述连接金属一一对应,所述金属电极为探测器像元接口电极;
(5)光刻和蚀刻第二区域和第四区域的绝缘介质层,蚀刻终止金属反射层的上端面;
(6)在图形化后的金属电极层和蚀刻之后的第二、四区域的绝缘介质层上喷涂第一牺牲层,第二、四区域的第一牺牲层的上表面与第一、三区域的经过CMP处理的绝缘介质层的上表面平齐;
(7)采用光刻和蚀刻的方法,将第一、三区域中的第一牺牲层等离子体灰化,去除第一、三区域中的第一牺牲层,之后进行CMP处理;
(8)在第一、三区域的绝缘介质层和第二、四区域的第一牺牲层上涂覆第二牺牲层;
(9)对第二牺牲层和第一牺牲层进行图形化处理,图形化之后在第一区域和第三区域上形成第一锚点孔,所述第一锚点孔终止于所述金属电极,在第二区域和第四区域上形成第二锚点孔,所述第二锚点孔终止于所述金属块;
(10)在图形化处理之后的第一牺牲层和第二牺牲层上沉积支撑层,所述支撑层为氮化硅薄膜;
(11)利用lift-off process剥离工艺,分别在第一、三区域和第二、四区域的支撑层上分别反应溅射热敏层,且第一、三区域的热敏层薄膜比第二、四区域的热敏层薄膜的方阻值高200KΩ±20KΩ;
(12)在热敏层和支撑层上沉积第一保护层;
(13)在第一锚点孔和第二锚点孔的底部,采用光刻和蚀刻的方法,蚀刻掉所述第一保护层和支撑层,分别终止于所述金属电极和第二、四区域的金属块,形成通孔;
(14)在热敏层上方的第一保护层上,采用光刻和蚀刻的方法,蚀刻掉第一保护层,终止于所述热敏层,形成接触孔;
(15)在通孔和接触孔内沉积电极金属,所述电极金属的方阻为5~50Ω;
(16)在电极金属层上沉积第二保护层。
3.根据权利要求2所述的一种非制冷双色偏振红外探测器的制造方法,其特征在于,所述第一牺牲层的厚度所述第二牺牲层聚酰亚胺,厚度为
4.根据权利要求2所述的一种非制冷双色偏振红外探测器的制造方法,其特征在于,所述光栅支撑层包括第一光栅支撑层和第二光栅支撑层,所述第一光栅支撑层为氮化硅层,所述第二光栅支撑层为氧化硅层,沉积光栅支撑层时,先沉积氮化硅层,接着在氮化硅层上沉积氧化硅层。
5.根据权利要求2所述的一种非制冷双色偏振红外探测器的制造方法,其特征在于,步骤2中,制备金属光栅结构时,先利用物理气相沉积或溅射在光栅支撑层上沉积或者溅射一层金属薄膜,再利用干法刻蚀工艺刻蚀光栅图形,使相邻所述光栅之间的间隔为10~500nm。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种非制冷双色偏振红外探测器的制造方法,其特征在于,步骤2中,制备金属光栅结构时,先在光栅支撑层上旋涂光刻胶或PI,利用光刻技术在光刻胶涂层或PI涂层上得到光栅图形,光栅间隔10~500nm,然后,利用物理气相沉积或溅射在光刻好的光刻胶或PI涂层上沉积或溅射金属薄膜,最后,利用剥离工艺去除光刻胶或PI涂层,并将多余的金属薄膜剥离,所述金属薄膜为金、铜、铝、钛、镉或铬,厚度为10~500nm。
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