7.5 μm小间距铟凸点阵列制备的研究

冯晓宇,孙 健,王成刚,谢 珩,徐长彬,王格清,张 敏,祁娇娇

(华北光电技术研究所,北京 100015)

1 引 言

红外探测器是许多军事和民用应用中先进成像系统的关键组件。近些年许多新的概念被提出以指明红外探测器的发展方向:系统尺寸、重量、功耗、价格和性能(SWaP3)[1-3],在百万像素格式的成像系统中,像元尺寸对这些关键属性起着至关重要的作用。减小像元间距是经济高效地制备大面阵红外探测器的关键因素,有利于实现高空间分辨率的微型化红外成像系统,增加红外系统的检测和识别范围[4-5]。为了成功减小像元间距,制备高精度和均匀性的小型铟凸点阵列是必须克服的挑战之一[6-8]。本文通过不同打底层(UBM)尺寸和铟柱尺寸交叉组合的系列实验研究,分析讨论了小像元间距情况下铟凸点阵列的制备情况。

2 实 验

围绕尺寸为7.5 μm的小像元间距,进行不同UBM尺寸和铟柱尺寸的系列对比实验。铟凸点制备流程如图1所示。硅片→光刻UBM孔→UBM沉积→Lift-off→光刻铟柱孔→铟柱沉积→Lift-off→铟柱成球,其中铟柱生长高度为3 μm,UBM孔的形状为圆形,铟柱孔的形状为正方形,具体参数详见表1。

图1 铟凸点的制备流程

3 结果与讨论

铟凸点制备完成后,对其高度和直径进行随机抽样测试,取平均值,测试结果详见表1。

表1 UBM直径和铟柱边长参数及所制备的铟凸点尺寸

3.1 铟柱边长对铟凸点尺寸的影响

如图2所示,当UBM直径为2 μm时,随着铟柱边长的增长,铟凸点的高度和直径也随之增长。从表2中也可以看出,当UBM尺寸保持一致的情况下,所制备的铟凸点尺寸随着铟柱边长的增加而增加,呈正相关。……