CN117832327A - 一种高细铟凸点的制备方法、铟凸点阵列和红外探测器 - Google Patents
一种高细铟凸点的制备方法、铟凸点阵列和红外探测器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117832327A CN117832327A CN202410048722.8A CN202410048722A CN117832327A CN 117832327 A CN117832327 A CN 117832327A CN 202410048722 A CN202410048722 A CN 202410048722A CN 117832327 A CN117832327 A CN 117832327A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- indium
- region
- photoresist
- film layer
- thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 226
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 223
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims abstract description 145
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- 238000011161 development Methods 0.000 description 9
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 argon ions Chemical class 0.000 description 1
- MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N cadmium;mercury;tellurium Chemical compound [Cd]=[Te]=[Hg] MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 230000005622 photoelectricity Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高细铟凸点的制备方法、铟凸点阵列和红外探测器，其中制备方法包括以下步骤：S1、基底的第一区域和第二区域覆盖第一光刻胶；S2、去除第一区域中对应待制备高细铟凸点的位置的第一光刻胶和第二区域的第一光刻胶，使对应待制备高细铟凸点的位置形成沉积孔，使第二区域的基底表面暴露，并使剩余区域的第一光刻胶形成第一光刻胶掩膜；S3、第一区域和第二区域沉积铟膜层；S4、第一区域和第二区域上覆盖第二光刻胶；S5、去除第二区域的第二光刻胶，使第二区域的铟膜层暴露，并使第一区域的第二光刻胶形成第二光刻胶掩膜；S6、去除第二区域的铟膜层；S7、去除第一区域的第一光刻胶掩膜和第一区域的第二光刻胶掩膜。本发明工艺难度低。
Description
技术领域
本发明涉及光电技术领域，尤其是指一种高细铟凸点的制备方法、铟凸点阵列和红外探测器。
背景技术
红外探测器芯片组件主要由红外焦平面阵列与读出电路构成，两者利用铟凸点进行倒焊互连实现高密度电气连接，所以制备优秀的红外探测器芯片需要高质量的铟凸点。
红外探测器发展趋势是超大面阵，超小像元。红外焦平面阵列与读出电路倒焊互连后需填胶固化，在更小的像元间距下需要更大的填胶间隙，即铟凸点制备时需减小尺寸并增加高度，以期获得均匀的高细铟凸点阵列。
现有制备铟凸点的主流工艺如图5所示，具体步骤如下：
S1、通过光刻工艺，在基底1的非铟凸点制备区覆盖第一光刻胶2，以保护其在后续工艺中不被损坏，如图5中的a所示。
S2、通过热蒸发工艺，将金属铟12按所需厚度蒸镀在带有第一光刻胶2的基底1表面，如图5中的b所示。
S3、通过光刻工艺，将基底1的铟凸点制备区覆盖第二光刻胶10，以保护其在后续刻蚀工艺中不被去除，图5中的c所示。保持-10℃，通过离子刻蚀工艺，应用氩离子对铟金属层级读出电路进行刻蚀如图5中的c所示，去除未受第二光刻胶10保护的金属铟12，如图5中的d所示。
S4、应用丙酮去除基底1上的第一光刻胶2和第二光刻胶10，如图5(e)所示，将基底1放入185℃丙三醇中2min-5min，使金属铟12收缩成球形，完成球形凸点13的制备，如图5中的f所示。
通过上述现有的制备铟凸点的工艺，已经不能制备合格的高细铟凸点阵列，具体问题如下：
一、沉积高铟凸点需要厚光刻胶，在非铟凸点制备区即无图形区域利用有机溶剂溶解光刻胶极慢，通常大于一小时。并且，在沉积的铟凸点形貌较差时，部分铟凸点顶端与光刻胶上方的铟膜层连接，剥离困难，出现如图6中的a所示的铟膜层残留互连的情况；
二、厚光刻胶溶解过程不均匀，部分光刻胶先溶解，其上方的高铟膜层受重力下坠，易引起铟膜层黏结在高细铟凸点上的剥离残留，如图6中的b所示的铟碎屑残留互连，与铟膜层受外力(溶液张力、人为操作等)造成高细铟凸点形变，如图6中的c所示的铟凸点形变互连；
三、剥离工艺控制精度低，大规模加工时芯片上单个铟凸点阵列互相影响剥离效果，自动化进程缓慢。
由上述可知，现有的制备铟凸点阵列的工艺很难将金属铟形成所需的高细铟凸点并将其剥离。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开了一种高细铟凸点的制备方法、铟凸点阵列和红外探测器。
本发明所采用的技术方案如下：
一种高细铟凸点的制备方法，包括以下步骤：
S1、在基底的第一区域和第二区域覆盖第一光刻胶，其中，所述第一区域为待制备高细铟凸点阵列的区域，所述第一光刻胶的厚度大于待制备的高细铟凸点的高度；
S2、去除所述第一区域中对应待制备高细铟凸点的位置的第一光刻胶和所述第二区域的第一光刻胶，使对应待制备高细铟凸点的位置形成沉积孔，使所述第二区域的基底表面暴露，并使剩余区域的第一光刻胶形成第一光刻胶掩膜；
S3、在所述第一区域和所述第二区域沉积铟膜层，其中，所述第一区域的铟膜层包括沉积于所述第一区域的第一光刻胶掩膜顶部的第一铟膜层和沉积于所述沉积孔的第二铟膜层；
S4、在所述第一区域和所述第二区域上覆盖第二光刻胶；
S5、去除所述第二区域的第二光刻胶，使所述第二区域的铟膜层暴露，并使所述第一区域的第二光刻胶形成第二光刻胶掩膜；其中，所述第二光刻胶掩膜遮掩所述第一区域的第一铟膜层和第二铟膜层；
S6、去除所述第二区域的铟膜层；
S7、去除所述第一区域的第一光刻胶掩膜和所述第一区域的第二光刻胶掩膜，其中，所述第一铟膜层随所述第一光刻胶掩膜一同与所述基底分离，保留所述第二铟膜层得到所述高细铟凸点。
在本发明的一个实施例中，所述第一光刻胶掩膜的厚度为h1，所述第二铟膜层的高度为h2，h1和h2满足以下关系式：h1＝h2+(2μm-3μm)。
在本发明的一个实施例中，在步骤S3中，采用热蒸发将金属铟按所需厚度蒸镀在带有所述第一光刻胶掩膜的第一区域以及第二区域的表面。
在本发明的一个实施例中，所述铟膜层的沉积厚度为8μm-10μm。
在本发明的一个实施例中，在步骤S6中，利用刻蚀或腐蚀所述第二区域的铟膜层。
在本发明的一个实施例中，利用电感耦合等离子系统刻蚀去除所述第二区域的铟膜层。
在本发明的一个实施例中，利用腐蚀液腐蚀去除所述第二区域的铟膜层；所述腐蚀液包括纯水、盐酸和过氧化氢溶液。
在本发明的一个实施例中，在步骤S7中，利用浸泡和高压清洗去除所述第一区域的第一光刻胶掩膜和所述第一区域的第二光刻胶掩膜。
在本发明的一个实施例中，所述基底在剥离液中浸泡，所述剥离液为丙酮溶液或N-甲基吡咯烷酮溶液。
本发明还提供一种铟凸点阵列，利用如上述所述高细铟凸点的制备方法制备得到。
本发明还提供一种红外探测器，包括：
红外焦平面阵列；
读出电路，具有衬底；
如上述所述的铟凸点阵列，将所述红外焦平面阵列和所述读出电路电连接。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本发明所述的高细铟凸点的制备方法针对大规模加工铟凸点阵列时，划分第一区域和第二区域即分隔出制备铟凸点的区域，互不影响剥离效果，有效提高了工艺控制精度；
2、本发明所述的高细铟凸点的制备方法利用有机溶剂迅速溶解第一区域的第一光刻胶掩膜和第二光刻胶掩膜，单个铟凸点阵列的光刻胶被迅速溶解，第一光刻胶掩膜上方的第一铟膜层随第一光刻胶掩膜的溶解而脱落，极大地缩短了工艺时间；
3、本发明所述的高细铟凸点的制备方法针对单个铟凸点阵列的铟膜层即时脱落，无反复粘黏，与铟凸点阵列发生形变概率极低，提升了工艺良率；
4、本发明所述的高细铟凸点的制备方法工艺难度低，工艺效果好，可与目前各个制备铟凸点的工艺兼容，可适用于自动化加工。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明中高细铟凸点的制备方法的截面流程示意图。
图2是本发明中利用高细铟凸点的制备方法制备得到的产品平面图。
图3是本发明中高细铟凸点的制备方法中腐蚀第二区域的铟膜层的示意图。
图4是本发明中高细铟凸点的制备方法中去除第一区域的第一铟膜层的示意图。
图5是现有的制备铟凸点阵列工艺的截面流程图。
图6是现有的制备铟凸点阵列工艺产生的问题示意图。
说明书附图标记说明：1、基底；2、第一光刻胶；3、第一区域；4、第一光刻胶掩膜；5、沉积孔；6、第二区域；7、第一铟膜层；8、第二铟膜层；9、第三铟膜层；10、第二光刻胶；11、第二光刻胶掩膜；12、金属铟；13、球形凸点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同的元件。
结合图1和图2，一种高细铟凸点的制备方法，包括以下步骤：
S1、在基底1的第一区域3和第二区域6覆盖第一光刻胶2，其中，第一区域为待制备高细铟凸点阵列的区域，第一光刻胶的厚度大于待制备的高细铟凸点的高度，如图1中的a所示；
S2、去除第一区域3中对应待制备高细铟凸点的位置的第一光刻胶2和第二区域6的第一光刻胶2，使对应待制备高细铟凸点的位置形成沉积孔5，使第二区域6的基底1表面暴露，并使剩余区域的第一光刻胶2形成第一光刻胶掩膜4，如图1中的b所示；
S3、在第一区域3和第二区域6沉积铟膜层，其中，第一区域3的铟膜层包括沉积于第一区域3的第一光刻胶掩膜4顶部的第一铟膜层7和沉积于沉积孔5的第二铟膜层8；第二区域6的铟膜层为第三铟膜层9，如图1中的c所示；
S4、在第一区域3和第二区域6上覆盖第二光刻胶10，如图1中的d所示；
S5、去除第二区域6的第二光刻胶10，使第三铟膜层9暴露，并使第一区域3的第二光刻胶10形成第二光刻胶掩膜11；其中，第二光刻胶掩膜11遮掩第一区域3的第一铟膜层7和第二铟膜层8，如图1中的e所示；
S6、腐蚀去除第三铟膜层9，如图1中的f所示；
S7、去除第一区域3的第一光刻胶掩膜4和第一区域3的第二光刻胶掩膜11，其中，第一铟膜层7随第一光刻胶掩膜4一同与基底1分离，保留第二铟膜层8得到高细铟凸点，如图1中的g所示。
本实施例提供一种高细铟凸点的制备方法，针对大规模加工铟凸点阵列时，划分第一区域和第二区域即分隔出铟凸点阵列，工艺难度低，适用于不同规模与尺寸的铟凸点制备，减少了剥离工艺时间并提升剥离工艺良率。
在本实施例中，在步骤S1中，基底1为硅片、I nP(磷化铟)、HgCdTe(碲镉汞)和超晶格中的一种。第一区域3为铟凸点制备区域即有图形区域，第二区域6为非铟凸点制备区域即无图形区域。第一光刻胶2可采用具有低硬化性的、感光绝缘性的紫外负性剥离光刻胶。
沉积孔5的尺寸可由待加工铟凸点阵列的规格决定。具体地，沉积孔5的上部开口尺寸为8μm-10μm，沉积孔5的下部开口尺寸为10μm-12μm，应当理解为，沉积孔5截面的顶部宽度为8μm-10μm，沉积孔5截面的底部宽度为10μm-12μm。需要说明的是，基底1具有相对的第一表面和第二表面，沉积孔5截面的顶部是指远离基底1的第一表面，沉积孔5截面的底部是指靠近基底1的第一表面。
在本实施例中，在步骤S3中，采用热蒸发将金属铟按所需厚度蒸镀在带有第一光刻胶2的第一区域3的表面以及第二区域6的表面。
在铟蒸发过程中，沉积到第一区域3表面的铟原子团一部分直接凝结，还有一部分在铟的表面上迁移。铟原子团的迁移过程会导致原子团之间相互碰撞、合并并最终凝结。由于基底1表面存在沉积孔5而并不是一个平面，所以在铟沉积过程中，铟原子团有一部分沉积在沉积孔5的底部形成第二铟膜层8，还有一部分沉积在第一光刻胶2的顶部。在铟膜层厚度增加的同时，沉积在第一光刻胶2顶部的第一铟膜层7还会以一定的速度向水平方向生长。
进一步地，第一铟膜层7的沉积厚度为8μm-10μm。另外，第一光刻胶2的厚度为h1，第二铟膜层8的高度为h2，h1和h2满足以下关系式：h1＝h2+(2μm-3μm)。
在本实施例中，在步骤S4中，第二光刻胶11可采用满足工艺精度的多系列紫外负性剥离光刻胶。
在本实施例中，在步骤S6中，利用腐蚀液腐蚀第二区域6的铟膜层即第三铟膜层9。具体地，腐蚀液包括纯水、盐酸和过氧化氢溶液，在常温(20℃-25℃)下腐蚀第三铟膜层9，腐蚀时间由铟膜层沉积厚度与沉积面积决定；腐蚀完成后使用纯水冲洗3min，再用氮气干燥，目的是去除第三铟膜层9。
作为一种变形，在步骤S6中，利用刻蚀工艺刻蚀第二区域6的铟膜层即第三铟膜层9。具体地，刻蚀设备可采用电感耦合等离子体刻蚀系统(I CP)，刻蚀所用气体为氯气或氩气，刻蚀温度为-10℃，ICP功率为500W，射频(RF)功率为500W，刻蚀速率为0.3nm/min。
在本实施例中，在步骤S7中，利用剥离液浸泡去除第一区域3的第一光刻胶掩膜4和第一区域3的第二光刻胶掩膜11。具体地，剥离液为N-甲基吡咯烷酮(NMP)或丙酮，基底1在剥离液中浸泡3min-5min，去除第一光刻胶掩膜4和第二光刻胶掩膜11，第一铟膜层7随第一光刻胶掩膜4一同与基底1分离，再将基底1转移至异丙醇溶液中浸泡1min-3min进行清洗，保留第二铟膜层8得到高细铟凸点。可见，本实施例提供利用有机溶剂溶解第一光刻胶掩膜4和第二光刻胶掩膜11的技术方案，第一铟膜层7随第一光刻胶掩膜4被有机溶剂快速溶解与基底1分离而脱落，不需要如现有的制备铟凸点的工艺中通过通过刻蚀工艺去除未受第二光刻胶10保护的金属铟12，极大地缩短了工艺时间，也避免了因光刻胶溶解不均匀而铟膜层不能及时脱离，造成黏结与铟凸点形变的风险。
针对在八英寸硅片衬底上加工阵列规格为640×512，像元中心间距为15μm，铟凸点直径和高度均为8μm的铟凸点阵列的具体步骤如下：
S1、设定光刻设备的转速为2500RPM，在金属电极加工完毕的八英寸硅片衬底的第一区域3和第二区域6涂布型号为AR-N 4340的第一光刻胶2，第一光刻胶2的厚度为11μm；其中，第一区域3为待制备高细铟凸点阵列的区域，第一光刻胶2的厚度大于待制备的高细铟凸点的高度；
S2、利用曝光、显影的工艺去除第一区域3中对应待制备高细铟凸点的位置的第一光刻胶2和第二区域6的第一光刻胶2，使对应待制备高细铟凸点的位置形成沉积孔5，沉积孔5的阵列规格为640×512，沉积孔5的上部开口尺寸为8μm，沉积孔5的下部开口尺寸为9μm，使第二区域6的硅片衬底的表面暴露，并使剩余区域的第一光刻胶2形成像元中心距为15μm的第一光刻胶掩膜4。
曝光、显影的工艺条件如下：90℃烘烤110s，再使用步进式曝光机利用掩膜版曝光10s，曝光后以110℃烘烤100s，将硅片衬底放入浓度为2.38％的四甲基氢氧化铵溶液中显影50s，通过高温烘烤，使硅片衬底表面的光刻胶稀释剂进一步挥发，第一光刻胶2的体积收缩。此过程导致第一光刻胶2的表面轻微褶皱，提高了后续铟膜层在第一光刻胶2表面上的附着力。
S3、采用热蒸发将金属铟按所需厚度蒸镀在带有第一光刻胶2的第一区域3以及第二区域6的表面。其中，第一区域3的铟膜层包括沉积于第一区域3的第一光刻胶掩膜4顶部的第一铟膜层7和沉积于沉积孔5的第二铟膜层8；第二区域6的铟膜层为第三铟膜层9。蒸镀工艺的条件如下：利用热蒸发装置，真空度为5×10-6Pa，沉积温度为-60℃，沉积速率30A/s；
S4、设定光刻设备的转速为2500RPM，在第一区域3和第二区域6上涂布型号为AZ4562的第二光刻胶11。
S5、利用曝光、显影的工艺去除第二区域6的第二光刻胶10，使第二区域6的铟膜层暴露，并使第一区域3的第二光刻胶10形成第二光刻胶掩膜11；其中，第二光刻胶掩膜11遮掩第一区域3的第一铟膜层7和第二铟膜层8。
曝光、显影的工艺条件如下：使用110℃烘烤180s，再使用步进式曝光机利用掩膜版曝光60s，将读出电路放入浓度为2.38％的四甲基氢氧化铵溶液中显影90s，用100℃烘烤180s；
S6、如图3所示，将纯水、37％浓盐酸与31％过氧化氢溶液按10：1：1的比例混合搅拌2min，将读出电路放入上述溶液中浸泡8min，腐蚀去除第三铟膜层9；
S7、将硅片衬底放入常温丙酮溶液中浸泡5min，溶解第一光刻胶掩膜4和第二光刻胶掩膜11，使用吸管从硅片衬底的中心向边缘吹扫第一铟膜层7，第一铟膜层7随第一光刻胶掩膜4一同与读出电路分离，将读出电路放入常温(20℃-25℃)异丙醇溶液，上下提拉硅片衬底，5s为一次提拉，2min后结束清洗；最后利用氮气干燥硅片衬底，得到阵列规格为640x512，像元中心距为15μm，大小为Φ8μm×8μm的铟凸点。
针对六英寸的I nP衬底上加工阵列规格为456×356，像元中心间距为10μm，直径为6μm且高度为8μm的铟凸点阵列的具体步骤如下：
S1、设定光刻设备的转速为2200RPM，在金属电极加工完毕的六英寸I nP衬底的第一区域3和第二区域6涂布型号为AR-N 4340的第一光刻胶2，第一光刻胶2的厚度为10.5μm，其中，其中，第一区域3为待制备高细铟凸点阵列的区域，第一光刻胶2的厚度大于待制备的高细铟凸点的高度；
S2、利用曝光、显影的工艺去除第一区域3中对应待制备高细铟凸点的位置的第一光刻胶2和第二区域6的第一光刻胶2，使对应待制备高细铟凸点的位置形成沉积孔5，沉积孔5的阵列规格为456×356，沉积孔5的上部开口尺寸为6μm，沉积孔5的下部开口尺寸为7μm，使第二区域6的I nP衬底的表面暴露，并使剩余区域的第一光刻胶2形成像元中心距为10μm的第一光刻胶掩膜4。
曝光、显影的工艺条件如下：100℃烘烤120s，再使用步进式曝光机利用掩膜版曝光20s，曝光后以100℃烘烤120s，将芯片放入浓度为2.38％的四甲基氢氧化铵溶液中显影60s，通过高温烘烤，使芯片表面的光刻胶稀释剂进一步挥发，第一光刻胶2的体积收缩。此过程导致第一光刻胶2的表面轻微褶皱，提高了后续铟膜层在第一光刻胶2表面上的附着力；
S3、采用热蒸发将金属铟按所需厚度蒸镀在带有第一光刻胶2的第一区域3以及第二区域6的表面。其中，第一区域3的铟膜层包括沉积于第一区域3的第一光刻胶掩膜4顶部的第一铟膜层7和沉积于沉积孔5的第二铟膜层8；第二区域6的铟膜层为第三铟膜层9。
蒸镀工艺的条件如下：利用热蒸发装置，真空度为5×10-6Pa，沉积温度为-50℃，沉积速率20A/s；
S4、设定光刻设备的转速为2800RPM，在第一区域3和第二区域6上涂布型号为AZ4562的第二光刻胶11。
S5、利用曝光、显影的工艺去除第二区域6的第二光刻胶10，使第二区域6的铟膜层暴露，并使第一区域3的第二光刻胶10形成第二光刻胶掩膜11；其中，第二光刻胶掩膜11遮掩第一区域3的第一铟膜层7和第二铟膜层8。
曝光、显影的工艺条件如下：100℃烘烤180s，再使用步进式曝光机利用掩膜版曝光65s，将I nP衬底放入浓度为2.38％的四甲基氢氧化铵溶液中显影90s，100℃烘烤180s；
S6、将纯水、37％浓盐酸与31％过氧化氢溶液按10：1：1的比例混合搅拌2min，将InP衬底放入上述溶液中浸泡5min，腐蚀第三铟膜层9；
S7、如图4所示，将I nP衬底固定在真空吸盘上，真空吸盘对I nP衬底产生的负压＞0.8MPa，利用压力为0.3MPa的丙酮线状液雾单向以2cm/min的线速度喷洗溶解第一区域3的第一光刻胶掩膜4和第一区域3的第二光刻胶掩膜11，且丙酮线状液雾的方向与I nP衬底的表面形成的夹角度数＜45°第一铟膜层7随第一光刻胶掩膜4一同与I nP衬底分离；利用压力为0.3MPa的异丙醇线状液雾旋转喷洗I nP衬底，以2°/s的角速度清洗I nP衬底，且异丙醇线状液雾方向与读出电路形成的夹角度数＜45°；最后利用氮气干燥I nP衬底，得到阵列规格为456×356，像元中心距为10μm，大小为Φ6μm×8μm的铟凸点。
由上述可知，本实施例提供的高细铟凸点的制备方法可以在读出电路上同时制备得到多个铟凸点阵列。
本实施例还提供一种红外探测器，包括红外焦平面阵列、具有衬底的读出电路以及如上述提供的铟凸点阵列，铟凸点阵列将红外焦平面阵列和读出电路电连接。
红外探测器由于包括了铟凸点阵列，因此铟凸点阵列所具有的优点，红外探测器也全部具有。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (11)
1.一种高细铟凸点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在基底(1)的第一区域(3)和第二区域(6)覆盖第一光刻胶(2)，其中，所述第一区域(3)为待制备高细铟凸点阵列的区域，所述第一光刻胶(2)的厚度大于待制备的高细铟凸点的高度；
S2、去除所述第一区域(3)中对应待制备高细铟凸点的位置的第一光刻胶(2)和所述第二区域(6)的第一光刻胶(2)，使对应待制备高细铟凸点的位置形成沉积孔(5)，使所述第二区域(6)的基底(1)表面暴露，并使剩余区域的第一光刻胶(2)形成第一光刻胶掩膜(4)；
S3、在所述第一区域(3)和所述第二区域(6)沉积铟膜层，其中，所述第一区域(3)的铟膜层包括沉积于所述第一区域(3)的第一光刻胶掩膜(4)顶部的第一铟膜层(7)和沉积于所述沉积孔(5)的第二铟膜层(8)；
S4、在所述第一区域(3)和所述第二区域(6)上覆盖第二光刻胶(10)；
S5、去除所述第二区域(6)的第二光刻胶(10)，使所述第二区域(6)的铟膜层暴露，并使所述第一区域(3)的第二光刻胶(10)形成第二光刻胶掩膜(11)；其中，所述第二光刻胶掩膜(11)遮掩所述第一区域(3)的第一铟膜层(7)和第二铟膜层(8)；
S6、去除所述第二区域(6)的铟膜层；
S7、去除所述第一区域(3)的第一光刻胶掩膜(4)和所述第一区域(3)的第二光刻胶掩膜(11)，其中，所述第一铟膜层(7)随所述第一光刻胶掩膜(4)一同与所述基底(1)分离，保留所述第二铟膜层(8)得到所述高细铟凸点。
2.根据权利要求1所述的高细铟凸点的制备方法，其特征在于，所述第一光刻胶掩膜(4)的厚度为h1，所述第二铟膜层(8)的高度为h2，h1和h2满足以下关系式：h1＝h2+(2μm-3μm)。
3.根据权利要求1所述的高细铟凸点的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，采用热蒸发将金属铟按所需厚度蒸镀在带有所述第一光刻胶掩膜(4)的第一区域(3)以及第二区域(6)的表面，形成所述第一区域(3)的铟膜层和第二区域(6)的铟膜层。
4.根据权利要求3所述的高细铟凸点的制备方法，其特征在于，所述铟膜层的沉积厚度为8μm-10μm。
5.根据权利要求1所述的高细铟凸点的制备方法，其特征在于，在步骤S6中，利用刻蚀或腐蚀去除第二区域(6)的铟膜层。
6.根据权利要求5所述的高细铟凸点的制备方法，其特征在于，利用电感耦合等离子系统刻蚀去除所述第二区域(6)的铟膜层。
7.根据权利要求5所述的高细铟凸点的制备方法，其特征在于，利用腐蚀液腐蚀去除所述第二区域(6)的铟膜层；所述腐蚀液包括纯水、盐酸和过氧化氢溶液。
8.根据权利要求1所述的高细铟凸点的制备方法，其特征在于，在步骤S7中，利用浸泡和高压喷洗去除所述第一区域(3)的第一光刻胶掩膜(4)和所述第一区域(3)的第二光刻胶掩膜(11)。
9.根据权利要求8所述的高细铟凸点的制备方法，其特征在于，所述基底(1)在剥离液中浸泡，所述剥离液为丙酮溶液或N-甲基吡咯烷酮溶液。
10.一种铟凸点阵列，其特征在于，利用如权利要求1-9中任意一项所述高细铟凸点的制备方法制备得到。
11.一种红外探测器，其特征在于，包括：
红外焦平面阵列；
读出电路，具有衬底；
如权利要求10所述的铟凸点阵列，将所述红外焦平面阵列和所述读出电路电连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410048722.8A CN117832327A (zh) | 2024-01-12 | 2024-01-12 | 一种高细铟凸点的制备方法、铟凸点阵列和红外探测器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410048722.8A CN117832327A (zh) | 2024-01-12 | 2024-01-12 | 一种高细铟凸点的制备方法、铟凸点阵列和红外探测器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117832327A true CN117832327A (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=90509723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410048722.8A Pending CN117832327A (zh) | 2024-01-12 | 2024-01-12 | 一种高细铟凸点的制备方法、铟凸点阵列和红外探测器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117832327A (zh) |
-
2024
- 2024-01-12 CN CN202410048722.8A patent/CN117832327A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR940010510B1 (ko) | 반도체 장치 제조 방법 | |
| US20060252225A1 (en) | Method to create a metal pattern using a damascene-like process and associated structures | |
| JPH0795521B2 (ja) | 基板上にパターン付けした皮膜を形成する方法 | |
| EP0485582B1 (en) | Method of producing microbump circuits for flip chip mounting | |
| CN115148615B (zh) | 芯片封装结构的修复方法 | |
| JP2006209121A (ja) | フォトレジストストリッパー組成物及びこれを用いた半導体素子の製造方法 | |
| US4089766A (en) | Method of passivating and planarizing a metallization pattern | |
| CN112635433A (zh) | 一种用于大面阵混成式焦平面的铟柱结构及制作方法 | |
| JP2000260803A (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| CN117832327A (zh) | 一种高细铟凸点的制备方法、铟凸点阵列和红外探测器 | |
| JPS60217646A (ja) | バンプ電極形半導体装置の製造方法 | |
| CN101132034A (zh) | 一种制备铟柱的方法 | |
| CN111755572A (zh) | 红外探测器读出电路铟凸点制备方法及制得的读出电路 | |
| CN113502521B (zh) | 读出电路模块制备方法及种子层去除方法、凸点制备方法 | |
| CN1103119C (zh) | 用于单掩膜c4焊料凸点制造的方法 | |
| CN110661170B (zh) | 一种用于制造半导体器件隔离结构的方法及其半导体器件 | |
| KR102371178B1 (ko) | 마스크 지지 템플릿과 그의 제조 방법, 마스크의 제조 방법 및 프레임 일체형 마스크의 제조 방법 | |
| CN110520392B (zh) | 制造由玻璃支承件支承的金属薄膜的方法 | |
| CN115394738A (zh) | 键合焊点制作方法 | |
| JPH01122141A (ja) | バンプ電極形基板装置の製造方法 | |
| JP3104727B2 (ja) | アパーチャの製造方法 | |
| CN117855340A (zh) | 一种降低红外探测器盲元率的铟柱制备方法 | |
| JPH0722395A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0230114A (ja) | 半導体装置 | |
| KR100295668B1 (ko) | 반도체장치의범프제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |