压敏粘结剂在焦平面器件铟珠制备中剥离多余铟层的用途制造技术

一种压敏粘结剂在焦平面器件铟珠制备中剥离多余铟层的用途。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种压敏粘结剂的新用途，具体是指压敏粘结剂在红外焦平面阵列成像探测器铟珠阵列制备中黏附剥离多余铟层的用途。红外焦平面阵列器件的主要性能参数之一是它的成像空间分辨率。一个红外焦平面阵列器件的成像空间分辨率特性取决於它所包含的像元数目及其排列。一个M×N元红外焦平面阵列器件包含的像元数目为M×N个(M和N为正整数)。红外焦平面阵列器件主要采用混成结构。混成结构是把已经制造好的M×N元红外探测器阵列芯片和具有M×N个输入节点的硅信号处理电路通过铟珠阵列实现机械和电学的连接，使信号敏感、信号读出和电子扫描得以在一个器件中完成。混成结构的优点是可以对红外探测器阵列和硅信号处理电路分别进行工艺改进和性能挑选，从而保证红外焦平面阵列器件的整体性能得到优化。但混成结构的实现难度很大。其中主要的关键之一是要在红外探测器阵列芯片和硅信号处理电路芯片上分别生长高密度、细直径、高度足够且一致性好的铟珠阵列，以便进行混成互连。对于红外焦平面阵列器件用铟珠阵列的制备方法，以往有过许多研究。 M.Schneider在Proc.SPIE Vol 1683，127(1992)中评述了四种主要的方法。这些方法是脉冲电镀法；双金属掩模蒸发法；光刻—剥离法；光刻—腐蚀法。用脉冲电镀法难以控制铟珠的高度；在双金属掩模蒸发法中，合适的金属掩模的加工制造十分困难；用光刻—腐蚀法制备的铟珠阵列，其铟珠直径均匀性较差。这三种方法事实上均不能满足混成结构的红外焦平面阵列器件制造的需要。光刻—剥离法为一些混成红外焦平面阵列器件制造单位所采用。但具体的工艺过程没有公开的报道。而且从M.Schneider[Proc.SPIE Vol 1683，127(1992)]提供的结果来看，铟珠的高度不足10μm，铟珠直径大于50μm，表面粗糙，边缘不整齐。这样的铟珠阵列不能满足制造大规模、高密度混成红外焦平面阵列器件的需要。为此，陈伯良等人提出并实施了芯片表面清洁处理-厚光刻胶涂布-曝光和显影-真空蒸发淀积铟层-超声波辅助多余铟层剥离-硝酸腐蚀修除铟珠葺边-惰性气氛中再流成型的技术方案，制备出用於64×64元混成红外焦平面阵列器件的微细铟珠阵列。所制备的铟珠直径为30μm，高度为10-20μm可控，高度非均匀性±0.5μm(1σ)。并在1998年申请了中国专利，专利号98121916.0，名称红外焦平面器件用高密度微细铟珠阵列淀积再流成型方法。随着红外焦平面组件技术的发展，要求在MCT(碲镉汞)、InSb(锑化铟)和AlGaAs/GaAs(铝镓砷/镓砷)三种材料制备的探测器阵列芯片、硅CMOS读出电路芯片和白宝石电路衬底片上制备二维凝视型的256×256元及以上排列和一维扫描型的2048×1元及以上排列的铟珠阵列，铟珠的直径要求缩小到10-14微米，中心距为20-28微米，铟珠高度控制在10-14微米。对于如此苛刻的技术指标，上述专利方法就无法全部满足要求了。其困难在于使用超声波振动辅助铟层剥离常带来铟珠缺损、应力积聚、甚至引起芯片断裂。所说的压敏粘结剂是一种丙烯酸酯类有机合成高分子粘结剂，工业上常用来制造压敏胶带及保护压敏胶、标签胶等，用于纸品、塑料、木材、金属等的粘结。是我们首先提出并实施了使用丙烯酸酯类压敏粘结剂进行红外焦平面陈列成像探测器铟珠阵列制备中多余铟层的黏附剥离，我们所使用的粘结剂按如下配方配制并搅拌均匀丙烯酸丁酯 180份丙烯酸异辛酯 200份EVA(乙烯乙酸乙烯共聚物)乳液 100份丙烯酸 12份N-甲基丙烯酰胺 2份具体使用步骤如下1.在芯片1上涂布光刻胶层2，其厚度由铟柱高度而定，见附图说明图1A；2.在光刻胶上刻出淀积铟柱的孔3，见图1B；3.然后真空蒸发淀积铟层4，见图1C；4.在铟层上均匀涂布上述配方的粘结剂层5，涂布的厚度在20-30微米范围，然后将厚度为X-20微米的PVC薄膜6轻轻覆盖于其上，见图1D；5.在室温为25℃、相对湿度＜60％的环境下，静置1小时；在其上加1kg/cm2的静压5秒钟；6.之后将该PVC薄膜快速剥离，多余铟柱也同时被剥离，见图1E。再用丙酮溶解掉芯片上的光刻胶，在芯片上留下了所需的完整的铟珠阵列，见图1F。本专利技术通过使用一种丙烯酸酯类压敏粘结剂，发展出一种黏附剥离多余铟层的方法，用以在MCT、InSb和AlGaAs/GaAs三种探测器阵列芯片、硅CMOS读出电路芯片和白宝石电路衬底片上制备出大规模的铟珠阵列，铟珠直径10-14μm，高度10-12μm可控，铟珠生成额可达100％，从而成功地解决了混成红外焦平面阵列器件制造中的一项关键技术。图2为制备好的所需的完整铟珠阵列的显微镜照片。图3为固化了的粘合剂上被粘去的多余铟层显微镜照片。本专利技术人推荐如下实施例抛光白宝石园片上256×256排列铟珠阵列制备用上述的粘结剂和黏附剥离方法在抛光白宝石园片上制备了铟珠阵列。阵列元数256×256；铟珠直径14μm；铟珠高度10-12μm(±1μm)；铟珠生成额 100％。图2是本实施例成功制备的完整铟珠阵列的显微照片。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压敏粘结剂在焦平面器件铟珠制备中剥离多余铟层的用途。2.根据权利要求1的用途，其特征在于所用的压敏粘结剂配方为丙烯酸丁酯 180份，丙烯酸异辛酯 200份，EVA(乙烯乙酸乙烯共聚物)乳液 100份，丙烯酸 12份，N-甲基丙烯酰胺 2份。3.根据权利要求1、2的用途，其特征在于具体使用步骤如下A.在芯片(1)上涂布光刻胶层(2)，其厚度由铟珠高度而定；B.在光刻胶上刻出淀积铟珠...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建妹，陈伯良，张雪珍，
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：