[发明专利]一种焦平面探测器及其铟球阵列制备方法

说明书

本申请公开了焦平面探测器及其铟球阵列制备方法，该方法包括获得上表面分布有光刻胶和第一金属层的预处理读出电路芯片；光刻胶对应输入级像元以外的区域，第一金属层覆盖光刻胶和输入级像元；在第一金属层对应输入级像元的区域形成台状体介质膜层，得到处理后读出电路芯片；台状体介质膜层的顶部呈平面状、侧面呈倾斜表面且底部尺寸小于输入级像元尺寸；在处理后读出电路芯片的上表面制备第二金属层；第二金属层与第一金属层相连；在第二金属层的表面制备铟膜层，并去除光刻胶以及与光刻胶对应的第一金属层、第二金属层、铟膜层；将台状体介质膜层倒置于起球液中使铟膜层在台状体介质膜层的顶部形成铟球，以得到铟球阵列，铟球的大小、高度均匀。

技术领域

本申请涉及探测器技术领域，特别是涉及一种焦平面探测器及其铟球阵列制备方法。

背景技术

焦平面探测器由探测器芯片与带有铟球阵列的读出电路芯片通过倒装互连工艺连接在一起，广泛应用于预警探测、红外侦察、成像制导等军事和民事领域。

目前，在读出电路芯片上制备铟球阵列时，通常采用厚胶剥离的方法，经过薄胶光刻、打底层金属沉积、金属剥离、厚胶光刻、铟蒸发、铟柱剥离工艺完成铟柱的制备，铟柱再经过高温回流后形成铟球，铟柱的形貌和高度均匀性受厚胶光刻工艺的影响很大。铟柱的尺寸、形貌、及高度均匀性直接决定了读出电路芯片与探测器芯片之间互连的连通率，为保证焦平面探测器具有良好的电学性能和较强的可靠性，通常需要制备较高的铟柱，因此需要生长较厚的铟薄膜，所以，厚胶光刻形成的光刻胶表面和侧壁的铟薄膜与金属表面的铟柱之间存在较强的连接，导致剥离后铟柱高度存在明显的差异，从而导致铟球大小和高度出现明显差异，进而影响探测器芯片与读出电路芯片之间的连通率，未连上的像元即会变为无效像元，使得探测器芯片的有效像元率较低。

因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

发明内容

本申请的目的是提供一种焦平面探测器及其铟球阵列制备方法，以制备出大小、高度均匀的铟球阵列，提升读出电路芯片与探测器芯片之间互连的连通率。

为解决上述技术问题，本申请提供一种焦平面探测器的铟球阵列制备方法，包括：

获得上表面分布有光刻胶和第一金属层的预处理读出电路芯片；其中，所述光刻胶对应输入级像元以外的区域，所述第一金属层覆盖所述光刻胶和所述输入级像元；

在所述第一金属层对应所述输入级像元的区域形成台状体介质膜层，得到处理后读出电路芯片；其中，所述台状体介质膜层的顶部呈平面状、侧面呈倾斜表面且底部尺寸小于所述输入级像元尺寸；

在所述处理后读出电路芯片的上表面制备第二金属层；所述第二金属层与所述第一金属层相连；

在所述第二金属层的表面制备铟膜层，并去除光刻胶以及与光刻胶对应的所述第一金属层、所述第二金属层、所述铟膜层；

将所述台状体介质膜层倒置于起球液中使所述铟膜层在所述台状体介质膜层的顶部形成铟球，以得到铟球阵列。

可选的，所述在所述第一金属层对应所述输入级像元的区域形成台状体介质膜层包括：

在所述第一金属层的上表面制备介质膜层；

在所述介质膜层的上表面对应所述输入级像元的区域制备阻挡层；其中，所述阻挡层的面积小于所述输入级像元面积；

在所述阻挡层的遮挡下刻蚀所述介质膜层，并去除所述阻挡层，得到台状体介质膜层。

可选的，在所述介质膜层的上表面对应所述输入级像元的区域制备阻挡层包括：

在所述介质膜层的上表面涂覆光刻胶，并对位于所述介质膜层上表面的光刻胶进行曝光和显影，得到光刻胶阻挡层。

可选的，所述台状体介质膜层为圆台状介质膜层。