红外焦平面探测器的铟柱成球方法技术

本发明专利技术的红外焦平面探测器的铟柱成球方法是采用氩等离子体和含蚁酸气体的氮气流来取代助熔剂的铟柱回熔成球技术。在铟柱回熔过程中，氩等离子体和含蚁酸气体的氮气流是在同一个腔室内完成对铟柱回熔处理的。氩等离子体主要是用于预清洗样品和击碎铟柱表面的氧化层；含蚁酸的氮气流是用以去除铟柱内铟晶粒间界面氧化层以加速铟柱回熔成球过程，并降低铟回熔的温度。这种无助熔剂的铟柱成球技术，避免了助熔剂在回熔后会侵蚀铟柱，提高了红外焦平面探测器的可靠性和延长了其储存寿命。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及红外焦平面探测器的制备工艺，具体是指探测器芯片和读出电路倒装焊互连的无需助熔剂的铟柱成球方法。
技术介绍
由于金属铟在低温甚至在液氦温度还能保持良好的延展性，并且在室温下制备大面积的铟柱列阵也比较方便，所以红外焦平面探测器通常采用铟柱互连的方法把探测器列阵芯片和读出电路集成在一起。这种红外焦平面器件的铟柱互连，不仅要提供探测器列阵芯片的探测元与其对应的读出电路的输入端之间的机械和电学连通，还要能够缓冲探测器芯片与硅读出电路在冷热循环下的热膨胀失配。但是红外焦平面探测器在经受成百上千次的高低温冷热循环或快速冷热循环后，必然会因为探测器芯片与硅读出电路间的热膨胀失配而在冷热循环下导致铟柱疲劳损伤，直至不能保证它们之间的机械和电学连通而致使红外焦平面探测器性能失效。所以这种红外焦平面探测器的铟柱互连的疲劳及寿命就成了这一领域工作者高度重视的问题。为了增加铟柱在红外焦平面探测器中的使用寿命，一个较为直接而又有效的方法就是进行铟柱回熔处理。一方面是因为回熔后的铟柱能增强它与金属化电极层间的接触，从而增强探测器芯片与硅读出电路之间的机械互连强度。另一方面是因为铟柱能够经受的冷热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外焦平面探测器的铟柱成球方法，其特征在于步骤为：Ａ．将制备好的铟柱列阵样品和用于肉眼观测铟柱成球的铟片一起放在真空腔室内的可控温的样品台上，用氩等离子体轰击清洗样品２－３分钟；Ｂ．然后对样品和铟片加热，在１－１．５分钟 内将其迅速加热到铟的熔点，直到其回熔成球，同时在这一升温和铟柱回熔成球的过程中，往腔室里通入含蚁酸气体的氮气流；Ｃ．铟柱回熔成球后，立即停止含蚁酸气体的氮气流入，以流速为２０００～２５００Ｌ／小时的大流量的氮气吹样品和通过样品台的控 温装置对样品降温，使样品在１０－２０秒内迅速降至室温，再将氮气流速降为４００～５００ｌ／小时，并...

【技术特征摘要】
1.一种红外焦平面探测器的铟柱成球方法，其特征在于步骤为A.将制备好的铟柱列阵样品和用于肉眼观测铟柱成球的铟片一起放在真空腔室内的可控温的样品台上，用氩等离子体轰击清洗样品2-3分钟；B.然后对样品和铟片加热，在1-1.5分钟内将其迅速加热到铟的熔点，直到其回熔成球，同时在这一升温和铟柱回熔成球的过程中，往腔室里通入含蚁酸气体的氮气流；C.铟柱回熔成球后，立即停止含蚁酸气体的氮气流入，以流速为2000～2500L/小时的大流量的氮气吹样品和通过样品台的控温装置对样品降温，...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶振华，胡晓宁，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]