[发明专利]一种单片集成式红外微透镜线列的制备方法

摘要

本发明公开了一种单片集成式红外微透镜线列的制备方法，该方法工艺上采用光刻套刻结合ICP干法刻蚀的手段，然后采用化学湿法腐蚀制备出曲率半径均匀的微透镜线列。本方法为优化单片集成红外微透镜列阵的聚光能力提供了依据，对于提高器件性能和优化器件设计都有着十分重要的意义。

主权项

一种单片集成式红外微透镜线列的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：光刻掩膜版设计与制作，根据光学仿真的结果，确定红外微透镜线列的尺寸和形状，进而明确每步光刻工艺时套刻图形的尺寸大小和形状，四次光刻中使用的掩膜图形为根据微透镜尺寸设计的层层套刻图形，图形尺寸比目标微透镜球面对应位置尺寸略大1～5μm，在掩膜版和带有读出电路的宝石片上留下能够对准的光刻标记供光刻对准用；步骤二：衬底预处理，将制备完成的连有电路宝石片的探测器芯片用蜡贴在磨片玻璃板上，CdZnTe衬底在上面，带有电路的宝石片在下面，再用真空硅片机将之压平，保证厚度差在3μm范围内，对CdZnTe衬底作粗抛减薄处理，再作精抛减薄去损伤处理，取下探测器芯片清洗后烘干；步骤三：微透镜深台面光刻与刻蚀，对粗、精抛处理后的探测器芯片进行光刻，因为之前连在探测器芯片的宝石片上留有光刻标记，光刻时通过该标记和掩膜版上的光刻标记对准，实现后续工艺制备出的微透镜线列与芯片正面的探测器线列的中心法线一一对准，同时也将光刻标记复制到洁净的CdZnTe衬底上，方便后续光刻工艺；然后进行第一步微透镜深台面刻蚀，ICP刻蚀浮胶后形成高深宽比的CdZnTe台面；步骤四：四台阶微透镜光刻与刻蚀，第二次光刻掩膜版的阴影部分设计为两部分，光刻后分别用光刻胶覆盖保护第一次刻蚀出上下台面的一部分；ICP刻蚀深度也只有第一次刻蚀深度的一半，ICP刻蚀浮胶后形成具有四个台阶的微透镜台面；步骤五：八台阶微透镜光刻与刻蚀，第三次光刻掩膜版的阴影部分设计为四部分，光刻后分别用光刻胶覆盖保护第二次刻蚀出的四个台面的一部分；ICP刻蚀深度为第二次刻蚀深度的一半，ICP刻蚀浮胶后形成具有八个台阶的微透镜台面；步骤六：十六台阶微透镜光刻与刻蚀，第四次光刻掩膜版的阴影部分设计为八部分，光刻后分别用光刻胶覆盖保护第三次刻蚀出的八个台面的一部分；ICP刻蚀深度为第三次刻蚀深度的一半，ICP刻蚀浮胶后形成具有十六个台阶的微透镜台面；步骤七：化学腐蚀成型，将刻蚀出的具有十六台阶的微透镜台面清洗烘干后，采用室温条件下5%的溴‑乙醇溶液进行化学湿法腐蚀成型，腐蚀掉台阶上垂直的棱角，形成表面光亮、损伤小、曲率半径均匀的微透镜球面。