| 题名 | 碲镉汞双色红外探测芯片的喷涂匀胶技术研究 |
| 作者 | 尹文婷 |
| 答辩日期 | 2012-05-31 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 胡晓宁 ; 叶振华 |
| 关键词 | 碲镉汞双色红外焦平面探测器 高深宽比微结构 喷涂匀胶技术 光刻胶均匀分布 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 集成式碲镉汞双色红外焦平面探测器是第三代红外焦平面探测器的核心代表，为实现两个波段的同步探测，集成式碲镉汞双色红外焦平面探测器必须采用内嵌有高深宽比隔离沟槽或“凹形”平台的微结构。在器件的制备过程中，高深宽比微结构芯片的表面光刻胶涂敷是一项关键的工艺技术。本文围绕高深宽比微结构光刻胶涂敷技术的几个关键问题展开了研究，其主要内容如下： 1. 碲镉汞双色红外焦平面探测芯片光刻胶涂敷技术的特点分析与评价。通过总结高深宽比微结构光刻胶涂敷的技术要求，分析碲镉汞高深宽比微结构的特殊性，尤其是碲镉汞材料弱的热稳定性，建立了碲镉汞高深宽比微结构光刻胶涂敷技术的评价和检测体系。分析了旋涂匀胶技术在高深宽比微结构中应用的局限性，提出了采用喷涂匀胶技术来进行碲镉汞高深宽比微结构的光刻胶涂敷。 2. 喷涂匀胶技术的理论分析。通过建立光刻胶厚度的理论公式，获得了光刻胶厚度、胶分布均匀性与各工艺参数的关系。分析了高深宽比微结构中“偏干”和“偏湿”两种光刻胶分布趋势的产生原因、具体表现，及其与各工艺参数之间的关系。建立了工艺研究中高深宽比微结构光刻胶分布轮廓的表征方法，完成了喷涂匀胶效果的综合评价。 3. 碲镉汞高深宽比微结构喷涂匀胶技术的工艺研究。基于单因素优选法通过一系列对比实验，评估了各工艺参数和图形轮廓对喷涂匀胶效果的影响。特别针对固化温度工艺参数进行了重点研究，提高了喷涂匀胶技术与碲镉汞红外焦平面器件制备工艺的兼容性；创新地将图形轮廓也作为一个参数来进行双色微结构芯片表面的喷涂匀胶技术研究，提高了工艺条件的通用性。根据各参数与喷涂匀胶效果之间的关系，基于正交设计的试验方法进行试验设计，获得了碲镉汞高深宽比微结构表面光刻胶的均匀涂敷工艺。 4. 研究了喷涂匀胶技术在双色微结构芯片工艺中的集成。基于喷涂匀胶技术，首次提出并实现了双色微结构芯片刻蚀成形的复合厚掩膜技术，其验证型芯片的结果表明采用复合厚掩膜技术可以有效地降低刻蚀对侧壁造成的刻蚀损伤。获得了胶厚1μm 、1.5μm和3.5μm的喷涂匀胶工艺条件，解决了内嵌微结构的双色芯片的非平面同步离子注入和爬坡金属化开口腐蚀以及爬坡金属化区域选择的问题。 5. 碲镉汞双色红外验证芯片的制备和性能评估。基于喷涂匀胶技术及其集成工艺，制备了128×128中/短波双色红外验证芯片和128×128中/长波双色红外验证芯片。中/短波双色红外焦平面验证芯片以及中/长波双色红外焦平面验证芯片的测试结果均表明器件的光电性能基本接近了单色探测器。因此，通过本文对喷涂匀胶技术的研究，基本满足了碲镉汞双色红外探测芯片的制备要求。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5466]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 尹文婷. 碲镉汞双色红外探测芯片的喷涂匀胶技术研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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