[发明专利]一种抗高温氧化的读出电路引出电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热释电混合式非制冷焦平面探测器的读出电路引出电极及其制备方法，具体是指提供一种可以具有抗高温氧化特性的引出电极，阻止读出电路的Al引出电极在高温工艺中的热扩散和氧化。

背景技术

热释电混合式非制冷焦平面探测器是分别在芯片、读出电路上制备铟柱，然后通过倒装互连的方式集成。因此，读出电路从硅工厂加工完成后，还需要制备用于倒装互连的铟柱。混合式非制冷焦平面探测器为减小热导常采用一个低热导的有机材料做凸台代替部分铟柱，从引出电极爬坡至凸台顶部制备铟柱。有机凸台的制备需在400℃的高温下固化，形成稳定的凸台结构，保证探测器的可靠性。

常规读出电路的引出电极为Al层，是大规模硅电路加工厂的常规工艺。Al电极在凸台的高温制备过程中易热氧化形成氧化铝，氧化铝导电性差，导致引出电极电连接失效，产生盲元。为实现读出电路引出电极的有效连接，读出电路制备抗氧化的引出电极具有重要意义。

发明内容

为解决热释电混合式非制冷焦平面探测器的读出电路引出电极的有效连接问题，本发明提供一种新的抗高温氧化的读出电路引出电极，解决了读出电路引出电极在400℃的高温下，不被热氧化，使得读出电路引出电极具有良好的导通性，保证了读出电路与芯片的有效电连接。

本发明采用的技术方案如下：

一种抗高温氧化的读出电路引出电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤a，读出电路清洗：读出电路从硅工厂流片完成后，引出电极为Al金属层，以读出电路为衬底，依次利用甲苯、丙酮和乙醇各超声清洗三遍，清洗至读出电路表面无多余物，然后用氮气枪吹干残留的液体；

步骤b，光刻、腐蚀电极孔：在步骤a所得读出电路上，以2500～3500转/分钟的转速，涂30秒的光刻胶AZ6130，涂胶厚度2～3μm，然后在80℃下烘烤2～3分钟；利用光刻机曝光，采用AZ300MIF的显影液进行显影，控制显影时间使得电极孔的光刻胶显影干净的同时，Al金属层被腐蚀掉500-800?；

步骤c，复合电极溅射：利用多靶磁控溅射镀膜机，在已完成步骤b的读出电路上依次溅射500-600?的Ti金属层或Cr金属层，2000-2100?的Pa金属层或Pt金属层、500-600?的Au金属层或Ti金属层；

步骤d，剥离清洗：将经步骤c溅射的读出电路放入丙酮里充分浸泡2.5小时以上，利用频率为40KHz、超声功率60W～80W的低功率超声清洗机超声清洗至覆盖在读出电路上的光刻胶全部剥离清洗干净，剥离形成如图5所示的在读出电路1上的引出电极为四层结构复合引出电极。

进一步，优选的是所述的抗高温氧化的读出电路引出电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤a，读出电路清洗：读出电路从硅工厂流片完成后，引出电极为Al金属层，以读出电路为衬底，依次利用甲苯、丙酮和乙醇各超声清洗三遍，清洗至读出电路表面无多余物，然后用氮气枪吹干残留的液体；

步骤b，光刻、腐蚀电极孔：在步骤a所得读出电路上，以2800转/分钟的转速，涂30秒的光刻胶AZ6130，涂胶厚度2.5μm，然后在80℃下前烘2.5分钟；利用光刻机曝光，采用AZ300MIF的显影液进行显影，控制显影时间使得电极孔的光刻胶显影干净的同时，Al金属层被腐蚀掉500-800?；

步骤c，复合电极溅射：利用多靶磁控溅射镀膜机，在已完成步骤b的读出电路上依次溅射550?的Cr金属层，2070?的Pt金属层、580?的Au金属层；

步骤d，剥离清洗：将经步骤c溅射的读出电路放入丙酮里充分浸泡2.5小时以上，利用频率为40KHz、超声功率70W的低功率超声清洗机超声清洗至覆盖在读出电路上的光刻胶全部剥离清洗干净，剥离形成四层结构复合读出电路引出电极。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明在读出电路的Al引出电极上，制备抗高温氧化的四层结构复合引出电极，相比较现有的单层Al引出电极经历400℃的高温工艺前后，方块电阻值从20Ω/□～30Ω/□变为1kΩ/□～2kΩ/□，从而导致电连接失效，具有重要的意义。

本发明不仅实现了与Al电极的欧姆接触，同时在后续凸台制备过程中，四层复合引出电极具有抗高温氧化特性，在经历400℃的高温工艺前后，方块电阻值均为20Ω/□～30Ω/□。

该四层结构复合引出电极制备技术具有较强的工艺兼容性，保证了探测器的信号有效读出，使探测器组件的成品率从50%有效提高到90%以上。

附图说明