[发明专利]锆钛酸铅薄膜红外热成像探测器悬空结构的制作方法

摘要

本发明是一种锆钛酸铅薄膜红外热成像探测器悬空结构的制作方法，采用在硅片上镀制一定厚度的氧化镁薄膜作为制作锆钛酸铅薄膜非致冷焦平面红外热成像探测器悬空结构的牺牲层，并通过控制牺牲层的厚度来控制悬空高度；采用等离子体增强化学气相沉积方法制作SiN_x，用于平衡锆钛酸铅薄膜的应力；应用快速热处理方法对共电极Ti/Pt以及锆钛酸铅敏感薄膜进行快速热处理，获得高性能的锆钛酸铅薄膜。本发明主要解决了牺牲层材料的去除方法简单，并与其他结构之间的相容性好、在快速热处理时对读出电路的保护以及探测器的悬空部分与基片连接的问题，满足了工业生产的客观需要。

主权项

1、一种锆钛酸铅薄膜红外热成像探测器悬空结构的制作方法，其特征在于：采用在硅片上镀制一定厚度的氧化镁薄膜作为制作锆钛酸铅即PZT薄膜非致冷焦平面红外热成像探测器悬空结构的牺牲层，并通过控制牺牲层的厚度来控制悬空高度；采用等离子体增强化学气相沉积的即PECVD的方法制作氮化硅薄膜SiNx，用于平衡锆钛酸铅薄膜的应力；应用快速热处理方法对共电极钛/铂即Ti/Pt以及锆钛酸铅即PZT敏感薄膜进行快速热处理，获得高性能的锆钛酸铅薄膜，具体做法步骤如下：步骤一、采用RCA(给出中文名)工艺清洗单面抛光硅基片，取出用高纯氮气把硅片吹干，然后放在烘箱里烘干；步骤二、采用电子束热蒸发的方法在硅基片上镀制氧化镁牺牲层，氧化镁膜层厚度采用晶振膜厚控制仪控制，所镀氧化镁膜层厚度为1.5～2.5μm；步骤三、采用PECVD的制备方法在氧化镁薄膜上镀制一层防止腐蚀PZT薄膜时腐蚀氧化镁薄膜的SiNx薄膜，SiNx厚度控制为150～300nm；步骤四、制作探测器结构的共电极，在SiNx薄膜上涂光刻胶，然后用光刻机曝光，然后用显影液显影，然后采用电子束热蒸发的方法镀制共电极Ti/Pt，Ti膜厚度为50nm，Pt膜厚度为100nm，取出，用丙酮腐蚀剩余的光刻胶，得到共电极Ti/Pt的图形；步骤五、采用快速热处理的方法对Ti/Pt薄膜进行快速热处理，温度为600℃，时间30s；步骤六、采用溶胶-凝胶法制备PZT薄膜，膜层厚度为200～400nm，然后采用步骤四中的甩胶、曝光、显影的过程制作光刻胶的PZT薄膜图形的翻转图形，采用湿法腐蚀制作PZT薄膜图形，然后再采用丙酮腐蚀剩余的光刻胶，得到敏感材料PZT薄膜的图形，采用与步骤五相同的方法对PZT薄膜进行快速热处理，获得结晶性较好的PZT薄膜；步骤七、采用与步骤四相同的方法制作探测器结构的分离电极Pt，获得分离电极Pt的图形；步骤八、采用等离子体反应刻蚀去除图形外的SiNx薄膜；步骤九、采用步骤四中甩胶、曝光、显影的参数制作氧化镁孔的图形，采用磷酸溶液腐蚀氧化镁，然后再采用丙酮腐蚀剩余的光刻胶，得到氧化镁过孔的图形；步骤十、采用与步骤三相同的方法制作探测器的缓冲层和支撑层SiNx薄膜。采用与步骤四中甩胶、曝光、显影的过程制作光刻胶的SiNx缓冲层和支撑层图形的翻转图形，然后再采用与步骤八相同的方法制作缓冲层和支撑层SiNx薄膜的图形；步骤十一、采用与步骤四相同的方法制作探测器结构的两条Pt腿图形；步骤十二、采用磷酸溶液腐蚀氧化镁，制作探测器的悬空结构，然后取出放在去离子水中浸泡10min，然后取出放在99％的乙醇中浸泡10min，取出，让乙醇自然挥发。