红外探测器芯片的接触电极制备方法与流程

本发明涉及红外探测器技术领域，尤其涉及一种红外探测器芯片的接触电极制备方法。

背景技术：

碲镉汞红外探测器由于其波长可调，量子效率高，器件性能好，成为高性能制冷型红外探测器的重要材料。经过几十年的发展，红外探测器已经发展到了第三代，在向着大面阵、长波长、双多色器件、高温工作器件等方向进一步拓展这红外器件的性能和探测能力。红外探测器的电极引出是探测器制备中的关键步骤，电极制备工艺主要分为两步：钝化层开孔和电极引出。

相关技术中，钝化层开孔可通过钝化孔光刻和钝化孔湿法腐蚀/干法刻蚀两步实现；电极引出可通过电极剥离或电极湿法腐蚀/干法刻蚀工艺实现。其中钝化层开孔工艺中的湿法腐蚀对碲镉汞材料没有损伤，但会因其腐蚀的各项同性易造成侧向腐蚀；干法刻蚀制备钝化孔，基本不存在侧向腐蚀，但是由于等离子轰击作用会对碲镉汞材料造成一定的损伤。电极制备的电极剥离工艺不会对钝化层造成损伤，但是由于碲镉汞探测器所用的电极体系胶厚，且随着红外探测器发展，电极间的距离逐渐减小，剥离难度大，极易出现金属层粘连无法剥离或需要剩余的接触金属被一起剥离掉的情况，成品率较低。电极制备的电极刻蚀/腐蚀工艺，由于等离子体会轰击到钝化层/腐蚀液接触钝化层，会对钝化层造成一定的影响，影响钝化质量，使得探测器的性能下降。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种红外探测器芯片的接触电极制备方法，用以解决现有技术中电极制备工艺流程复杂、损坏芯片的问题。

本发明实施例提出一种红外探测器芯片的接触电极制备方法，包括：

在钝化层表面涂覆光刻胶，并进行光刻及显影，形成适于制备接触孔的光刻胶图形；

腐蚀所述钝化层；

对所述钝化层远离所述碲镉汞的一侧进行金属电极蒸镀；

去除所述光刻胶以及附着于所述光刻胶上的金属层。

根据本发明的一些实施例，所述钝化层为硫化锌层。

根据本发明的一些实施例，所述光刻胶为正性光刻胶或负性光刻胶。

根据本发明的一些实施例，所述光刻胶图形的厚度大于等于1微米且小于等于4微米。

根据本发明的一些实施例，所述腐蚀所述钝化层，包括：

将所述芯片浸泡于盛放有腐蚀液的烧杯中；

将所述烧杯放置于超声水槽中。

在本发明的一些实施例中，所述腐蚀液为浓盐酸、浓盐酸和水的混合液、或浓盐酸和浓硝酸的混合液。

进一步的，当所述腐蚀液为浓盐酸和水的混合液，所述浓盐酸与所述水的体积比大于等于0.1且小于等于10；

当所述腐蚀液为浓盐酸和浓硝酸的混合液，所述浓盐酸与所述浓硝酸的体积比大于等于0.1且小于等于10。

在本发明的一些实施例中，所述超声水槽的超声频率大于等于20khz且小于等于200khz。

根据本发明的一些实施例，所述对所述钝化层远离所述碲镉汞的一侧进行金属电极蒸镀，包括：

采用热蒸发技术在所述钝化层远离所述碲镉汞的一侧依次蒸镀铬层、金层，所述铬层的厚度大于等于且小于等于所述金层的厚度大于等于且小于等于

根据本发明的一些实施例，所述去除所述光刻胶以及附着于所述光刻胶上的金属层，包括：

采用有机溶剂溶解所述光刻胶。

采用本发明实施例，结合了钝化层腐蚀工艺和电极剥离工艺，避免了工艺过程中对碲镉汞和钝化层的损伤，并减少了光刻次数，减少了工艺步骤，而且巧妙利用了钝化层腐蚀的侧向腐蚀、大大降低了剥离的工艺难度，提升了成品率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例中红外探测器芯片的接触电极制备方法的流程图；

图2是经过本发明实施例的接触电极制备方法中步骤s11处理后的待制备芯片的结构示意图；

图3是经过本发明实施例的接触电极制备方法中步骤s11-s12处理后的待制备芯片的结构示意图；

图4是经过本发明实施例的接触电极制备方法中步骤s11-s13处理后的待制备芯片的结构示意图；

图5是经过本发明实施例的接触电极制备方法中步骤s11-s14处理后的待制备芯片的结构示意图；

图6是本发明实施例中红外探测器芯片的接触电极制备方法的流程图；

图7是本发明实施例中红外探测器芯片的接触电极制备方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提出一种红外探测器芯片的接触电极制备方法，如图1所示，所述方法包括：

s11，在钝化层表面涂覆光刻胶，并进行光刻及显影，形成适于制备接触孔的光刻胶图形。

如图2所示，标号10表示衬底(如碲锌镉衬底)、标号20表示碲镉汞，标号30表示钝化层，标号40表示光刻胶。

s12，腐蚀钝化层；

可以理解的是，钝化层没有涂覆光刻胶的部分可以被腐蚀掉。由于腐蚀的全向性，被光刻胶覆盖的部分钝化层也会被少量腐蚀，形成侧向腐蚀区域。如图3所示，光刻胶40下面有小部分钝化层30也被腐蚀掉了，标号1表示经过步骤s11处理后的待制备芯片。

s13，对钝化层远离碲镉汞的一侧进行金属电极蒸镀；

需要说明的是，在金属蒸镀过程中，部分金属会附着在光刻胶上，还有部分金属会附着在碲镉汞表面形成金属电极。如图4所示，标号50表示金属层。

s14，去除光刻胶以及附着于光刻胶上的金属层。

去除光刻胶的同时，附着在光刻胶上的金属层也会脱落，如图5所示。

采用本发明实施例，结合了钝化层腐蚀工艺和电极剥离工艺，避免了工艺过程中对碲镉汞和钝化层的损伤，并减少了光刻次数，减少了工艺步骤，而且巧妙利用了钝化层腐蚀的侧向腐蚀、大大降低了剥离的工艺难度，提升了成品率。

在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。

根据本发明的一些实施例，钝化层可以为硫化锌层。

根据本发明的一些实施例，光刻胶可以为具有良好的耐腐蚀性的正性光刻胶或负性光刻胶。正性光刻胶、负性光刻胶均具有良好的耐腐蚀性，从而可以保证在腐蚀钝化层的过程中，光刻胶不被腐蚀掉，同时光刻胶也可以保护夹设于光刻胶与碲镉汞之间的大部分钝化层不被腐蚀。

根据本发明的一些实施例，光刻胶图形的厚度大于等于1微米且小于等于4微米。由此，即可以保证实现光刻胶图形的光刻精度，又可以保证图形覆盖和耐腐蚀效果。

根据本发明的一些实施例，所述腐蚀钝化层，可以具体包括：

将芯片浸泡于盛放有腐蚀液的烧杯中；

将烧杯放置于超声水槽中。

由此，通过超声腐蚀工艺，可以较好的控制钝化层的腐蚀程度，尤其是侧向腐蚀宽度。

在本发明的一些实施例中，腐蚀液可以为浓盐酸、浓盐酸和水的混合液、或浓盐酸和浓硝酸的混合液。

进一步的，当腐蚀液为浓盐酸和水的混合液，浓盐酸与水的体积比大于等于0.1且小于等于10；当腐蚀液为浓盐酸和浓硝酸的混合液，浓盐酸与浓硝酸的体积比大于等于0.1且小于等于10。

由此，可以使得腐蚀液能够很好地腐蚀钝化层。

在本发明的一些实施例中，超声水槽的超声频率大于等于20khz且小于等于200khz。

根据本发明的一些实施例，所述对钝化层远离碲镉汞的一侧进行金属电极蒸镀，可以具体包括：

采用热蒸发技术在钝化层远离碲镉汞的一侧依次蒸镀铬层、金层，铬层的厚度大于等于且小于等于金层的厚度大于等于且小于等于

根据本发明的一些实施例，去除光刻胶以及附着于光刻胶上的金属层，包括：

采用有机溶剂溶解光刻胶。例如，采用丙酮溶液溶解光刻胶。

下面参照图6-图7以两个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的红外探测器芯片的接触电极制备方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

实施例1：

如图6所示，本发明实施例的红外探测器芯片的接触电极制备方法，包括：

s21，采用耐腐蚀的正性光刻胶或负性光刻胶、胶厚1～4μm，通过光刻及显影工艺获得接触孔的光刻胶图形。

s22，使用浓盐酸，或浓盐酸和水的的混合溶液(体积比：0.1～10)，使用超声频率：20khz到200khz，超声腐蚀zns钝化层。

s23，采用热蒸发技术依次蒸镀金属层cr、au，其中cr的厚度在au的厚度在将接触的金属层蒸镀到芯片表面。

s24，采用丙酮溶液或其他有机溶剂溶解光刻胶，剥离金属电极。

实施例2：

如图7所示，本发明实施例的红外探测器芯片的接触电极制备方法，包括：

s31，采用耐腐蚀的正性光刻胶或负性光刻胶、胶厚1～4μm，通过光刻及显影工艺获得接触孔的光刻胶图形。

s32，使用浓盐酸与浓硝酸混合溶液，体积比：0.1～10，使用超声频率：20khz到200khz，超声腐蚀zns钝化层。

s33，采用热蒸发技术依次蒸镀金属层cr、au，其中cr的厚度在au的厚度在将接触的金属层蒸镀到芯片表面。

s34，采用丙酮溶液或其他有机溶剂溶解光刻胶，剥离金属电极。

采用本发明实施例，相比原有主流工艺，能够有效避免对碲镉汞和钝化层的损伤、减少工艺步骤并降低工艺难度提升成品率。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

另外，需要注意的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。