[发明专利]一种离子注入制备电极的曲面焦平面探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种离子注入制备电极的曲面焦平面探测器，包括一带有读出电路的半导体基座和与所述半导体基座电连接的探测器本体，其特征在于，所述探测器为曲面，其曲率半径不小于3mm，其厚度不超过50μm，所述读出电路和所述探测器本体的总厚度不超过10μm；

所述探测器本体包括金属反射层、绝缘介质层、支撑层和氧化钛薄膜，所述半导体基座上设有金属反射层和绝缘介质层，所述金属反射层包括若干个金属块；

所述绝缘介质层上设有支撑层，所述支撑层上设有锚点孔和通孔，所述通孔终止于所述金属块，所述锚点孔和所述通孔内填充有连接金属，所述支撑层和所述连接金属上设有氧化钛薄膜，所述氧化钛薄膜包括在桥面区域的半导体氧化钛薄膜和在桥腿区域的导体氧化钛薄膜，所述半导体氧化钛薄膜上设有第一保护层，所述导体氧化钛薄膜和所述第一保护层上设有第二保护层。

2.根据权利要求1所述的离子注入制备电极的曲面焦平面探测器，其特征在于，所述连接金属为钨、铝或铜。

3.根据权利要求1所述的离子注入制备电极的曲面焦平面探测器，其特征在于，金属反射层的厚度为金属反射层对波长为8～14μm的红外光的反射率在99％以上。

4.根据权利要求1所述的离子注入制备电极的曲面焦平面探测器，其特征在于，所述的绝缘介质层为氮化硅薄膜或者氧化硅薄膜，厚度为

5.根据权利要求1-4任一项所述的离子注入制备电极的曲面焦平面探测器，其特征在于，所述支撑层为氮化硅薄膜，厚度为

6.权利要求1-5任一项所述的离子注入制备电极的曲面焦平面探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在包含读出电路半导体基座上制作金属反射层，并对金属反射层进行图形化处理，图形化后的金属反射层形成若干个金属块；所述金属块与半导体基座上的读出电路电连接；然后，在完成图形化金属反射层上沉积绝缘介质层；

步骤2：在所述的绝缘介质层上沉积牺牲层，并对牺牲层进行图形化处理，在图形化处理后的牺牲层上形成锚点孔，并在图形化处理后的牺牲层上沉积支撑层；

步骤3：采用光刻和蚀刻的方法，蚀刻掉部分支撑层，支撑层蚀刻终止于所述金属块，形成通孔，在所述通孔和锚点孔内沉积连接金属；

步骤4：在支撑层上沉积氧化钛薄膜，并在氧化钛薄膜上沉积第一保护层，然后，在第一保护层的桥面上涂覆光阻，所述光阻覆盖区域为半导体氧化钛薄膜，并且作为探测器的热敏层薄膜；

步骤5：用干法蚀刻或湿法蚀刻方法去除氧化钛薄膜上面未被光阻覆盖的第一保护层薄膜，第一保护层蚀刻终止于所述氧化钛薄膜，露出部分氧化钛薄膜，对露出的氧化钛薄膜进行离子注入，离子是氩、氪或氮离子，注入能量控制在1Kev～100Kev之间，离子浓度控制在1×10¹³ions/cm²～1×10²¹ions/cm²之间，离子注入后的氧化钛薄膜为导体氧化钛薄膜；

步骤6：去除光阻，在导体氧化钛薄膜和未被蚀刻掉的第一保护层上沉积第二保护层；

步骤7：采用光刻和蚀刻的方法，对第二保护层进行图形化处理，第二保护层蚀刻终止于牺牲层；

步骤8：减薄处理，利用减薄设备，在探测器的正面贴膜，背面进行减薄处理，探测器的厚度减薄至50μm以内，减薄后在背面贴膜；

步骤9：进行结构释放，去掉牺牲层形成微桥结构；然后，对探测器弯曲定型：将带有背面贴膜的所述焦平面探测器用受力均匀的圆环或圆筒固定，在背面抽真空或正面加高压，使探测器焦平面随膜变形成曲面，根据施加的压力控制曲面曲率半径，使其曲率半径不小于3mm，然后，使用物理或化学的方法，使曲面保持固定曲率，使其不再回复平面状态。