[发明专利]氧化方法制备热敏层的曲面焦平面探测器及其制备方法

说明书

本发明涉及氧化方法制备热敏层的曲面焦平面探测器，所述探测器为曲面，其曲率半径不小于3mm，其厚度不超过50μm，且其电极层和热敏层处于同一层上，半导体氧化钛薄膜为热敏层，钛薄膜为电极层，平坦度较高，且能够适用大视场或超大视场，超大面阵列高分辨率成像；还涉及上述探测器的制备方法，在支撑层上制备钛薄膜，并对桥腿处的钛薄膜进行氧化，桥面区域的形成半导体氧化钛薄膜，相当于热敏层；桥腿区域的钛薄膜相当于电极层；还包括对探测器减薄至50μm以内，并对其进行弯曲定型的步骤；可以始终保持光线焦点在焦平面探测器上，从而保证最大程度的成像效果，适合应用于大视场或超大视场，超大面阵列高分辨率成像。

技术领域

本发明属于半导体技术中的微机电系统工艺制造领域，具体涉及一种氧化方法制备热敏层的曲面焦平面探测器及其制备方法。

背景技术

随着人们对各个波段电磁波的研究，21世纪以来，太赫兹成像技术渐渐进入了人们的视线。太赫兹的频率很高、波长很短，具有很高的时域频谱信噪比，且在浓烟、沙尘环境中传输损耗很少，可以穿透墙体对房屋内部进行扫描。与耗资较高、作用距离较短、无法识别具体爆炸物的X射线扫描仪相比，太赫兹成像具有独特优势，目前已经初步应用于检查邮件、识别炸药及无损探伤等安全领域。

高分辨率的图像成为必然的需求，现有方案均是平面焦平面阵列成像，在进入大规模高清(2K，4K)成像时，研究人员通过透镜和其它光学组件等复杂的系统来调整光路，使得光线聚焦在探测器焦平面(FPA)，以得到更好的成像效果，应用比较复杂。

使用平面焦平面探测器时，传统的小视场低分辨率的红外或太赫兹成像时，透镜聚焦所成的像均在主光轴附近，而且焦深足以覆盖探测器焦平面范围，形成清晰的像；但是，在进行大视场高分辨率成像的时候，视场边缘要成像，那随之而来的斜入射的光线也越来越多，这些光线的聚焦点会偏离焦平面，而且越往视场边缘，斜入射角度越大，成像的焦点会离主光轴越远，并逐渐离平面焦平面越来越远。当焦点距离平面超过焦深时，就会发生越往图像边缘越失真的现象。

现在一般使用氧化钒作为热敏薄膜，但是氧化钒热敏薄膜和集成电路制造工艺的兼容性不好，工厂担心氧化钒材料和钒材料玷污设备，需要对氧化钒工艺后的设备，进行单独配置且进行隔离，防止玷污其它产品和工艺设备。

另外，现有技术中一般通过沉积金属电极与热敏层薄膜电连接，将热敏层感受到的温度变化传递到基座的读出电路上，还需要将金属电极层通过光刻或蚀刻图形化处理，工艺繁琐，产能较低；且不管是先沉积热敏薄膜，再沉积电极，还是先沉积电极，后沉积热敏薄膜，两者都不在一个平面上，多一个平面，对平坦度就多一分影响；现有工艺中，电极和热敏薄膜的接触是利用不同的薄膜沉积，两者面积交叠部分通过接触孔形成电互联的，交叠的面积没有得到有效利用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种氧化方法制备热敏层的曲面焦平面探测器，桥面区域的桥腿区域为作为热敏层薄膜的氧化钛薄膜，处于同一层面上的钛薄膜代替现有技术中的金属电极，工艺简单，产能较高；且探测器为曲面，能够适用于大视场和超大视场，超大面阵列高分辨率成像。

本发明中解决上述技术问题一种氧化方法制备热敏层的曲面焦平面探测器的技术方案如下：一种氧化方法制备热敏层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，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、绝缘介质层和支撑层，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；