一种红外焦平面探测器及其受光结构的制备方法与流程

1.本技术涉及红外焦平面探测器技术领域，具体涉及一种红外焦平面探测器及其受光结构的制备方法。


背景技术：

2.红外焦平面探测器是一种同时实现红外信息的获取和进行信息处理的成像传感器，其在军事和民事领域都有广泛的应用。目前，红外焦平面探测器分为制冷型红外焦平面探测器和非制冷型红外焦平面探测器，其中，制冷型红外焦平面探测器的结构决定了它需要采用背面受光。
3.现有的制冷型红外焦平面探测器的背受光面均采用平坦化工艺处理，并在其受光面镀制增透膜以减少入射光反射，从而达到提高透过率的效果，但是这种平坦化工艺处理出的平面的入射光量依旧不理想，还是会有部分入射光进行反射，使其无法透过制冷型红外焦平面探测器的受光面，导致红外焦平面探测器的性能无法达到更高的标准。
4.为此，需要设计一种红外焦平面探测器受光结构，以提升红外焦平面探测器的性能。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种红外焦平面探测器，以解决现有技术中红外焦平面探测器的入射光吸收率较低的问题。本技术同时提供一种红外焦平面探测器受光结构制备方法。
6.本技术实施例提供的一种红外焦平面探测器，包括多个光敏单元、铟柱阵列和硅读出电路；
7.所述多个光敏单元通过所述铟柱阵列与所述硅读出电路互连；
8.在所述光敏单元的受光面一侧对应于每一光敏单元位置设置有受光结构，所述受光结构为受光面一侧朝向所述光敏单元方向的内凹陷结构，且所述内凹陷结构的内部最大宽度大于相应开口处尺寸。
9.可选的，所述受光结构为孔状结构的受光孔，所述受光孔呈阵列分布；或者
10.所述受光结构为槽型结构的受光槽，多个受光槽间隔分布。
11.可选的，所述受光结构的纵向截面的横向尺寸沿深度方向逐渐增大。
12.可选的，所述受光结构的纵向截面形状为梯形，且所述梯形的短边对应于所述开口。
13.可选的，所述受光结构包括纵向截面为梯形的内凹槽以及矩形截面的开口，所述矩形截面开口尺寸小于所述梯形短边。
14.可选的，在所述受光面上设置有抗反射膜或增透膜。
15.可选的，所述受光面包括所述受光结构的内凹陷结构底部表面以及相邻内凹陷结构的开口部分之间的部分的表面。
16.可选的，在靠近所述内凹陷结构底部侧壁部分也设置有抗反射膜或增透膜。
17.本技术另一实施例还提供一种红外焦平面探测器受光结构的制备方法，所述方法包括如下步骤：
18.在光敏单元的受光面的表面上涂抹一层光刻胶，并在其表面上确定受光结构位置；
19.对所述受光结构进行掩膜处理；
20.经过所述掩膜处理后，再利用腐蚀液对所述受光结构进行腐蚀处理；
21.去除所述光敏单元的受光面上的光刻胶，并对其进行增透膜镀制。
22.可选的，在所述光敏单元的受光面一侧对应于每一光敏单元位置设置有受光结构。
23.与现有技术相比，本技术具有以下优点：
24.本技术实施例提供的一种红外焦平面探测器，包括多个光敏单元、铟柱阵列和硅读出电路；所述多个光敏单元通过所述铟柱阵列与所述硅读出电路互连；在所述光敏单元的受光面一侧对应于每一光敏单元位置设置有受光结构，所述受光结构为受光面一侧朝向所述光敏单元方向的内凹陷结构，且所述内凹陷结构的内部最大宽度大于相应开口处尺寸。本技术实施例就是通过所述光敏单元上的受光结构对入射光进行多次反射，并吸收反射光，以提高所述红外焦平面探测器对于入射光的吸收率。
附图说明
25.图1为本技术实施例现有的红外焦平面探测器的结构示意图；
26.图2为本技术实施例改进后的红外焦平面探测器的结构示意图；
27.图3为本技术实施例孔型结构的受光结构的俯视图；
28.图4为本技术实施例槽型结构的受光结构的俯视图；
29.图5为本技术实施例受光结构第一次掩膜的结构示意图；
30.图6为本技术实施例受光结构第一次腐蚀的结构示意图；
31.图7为本技术实施例受光结构第二次掩膜的结构示意图；
32.图8为本技术实施例受光结构扩孔腐蚀的结构示意图；
33.图9为本技术实施例红外焦平面探测器受光结构(局部)。
34.附图标记：
35.10：光敏单元；10-a：受光面；
36.101：第一结构层；102：第二结构层；
37.1011：受光结构；1011-a：受光孔；1011-b：受光槽；
38.1011-1：开口；
39.20：铟柱阵列；
40.30：硅读出电路；
41.40：光刻胶；
42.50：抗反射膜(或增透膜)。
具体实施方式
43.为使本领域相关技术人员更好地理解本技术实施例的目的、技术方案以及优点，
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，并不是全部的实施例。
44.需要进一步说明的是，本技术的说明书、权利要求书以及上述附图中的术语，例如称一个元件位于另一个元件“上”、“连接”另一个元件，该元件可以直接位于另一个元件上、连接另一个元件或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一个元件“上”、“直接连接”至另一个元件至另一个元件时，将不存在中间元件。
45.本技术实施例中，使用的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，并不用于描述特定的顺序或先后次序。这样使用的数据在适当情况下是可以互换的，以便于本文所描述的本技术的实施例，能够以除了在本文图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，对于术语“包含”、“包括”、“含有”等表示存在声称的特征，但并不排斥一个或多个其他特征。诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等空间关系术语是表示一个特征与另一个特征在附图中的空间位置关系，应理解是，空间关系的术语除了附图中所表示的方位之外，还包含装置在使用或者操作过程中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述在其特征的“下方”的特征，此时可以描述为在其特征的“上方”。
46.近年来，随着光电子技术的迅速发展，红外探测系统在军事领域和民用领域都得到了广泛的应用和研究，红外探测器作为红外探测系统的核心部件，也越来越受到研究者的重视，其中，insb(锑化铟)红外焦平面探测器是目前世界上应用极其广泛的中波段红外探测器之一，insb(锑化铟)红外焦平面探测器是在3～5μm波段响应。同时，insb(锑化铟)红外焦平面探测器还具有灵敏度高、光吸收能力强、探测率较高以及材料生长简单等优点，为了能够更好的提高insb(锑化铟)红外焦平面探测器的光吸收能力，通常是在其背受光面采用平坦化工艺处理后镀制增透膜以减少入射光的反射，从而提高入射光的透光率。
47.目前，针对这种在insb(锑化铟)红外焦平面探测器背面受光的受光面积确定的情况下，通过对其背面受光部采用平坦化工艺处理后再进行镀制增透膜的方式提高入射光的透光率的方法并不是很理想，还会导致一部分入射光无法被吸收，进而使insb(锑化铟)红外焦平面探测器的入射光吸收率较低，进一步导致该insb(锑化铟)红外焦平面探测器的性能下降。
48.针对上述问题，本技术实施例提供了一种红外焦平面探测器，包括多个光敏单元10、铟柱阵列20和硅读出电路30；所述多个光敏单元10通过所述铟柱阵列20与所述硅读出电路30互连；在所述光敏单元10的受光面10-a一侧对应于每一光敏单元位置设置有受光结构101，所述受光结构为受光面一侧朝向所述光敏单元方向的内凹陷结构，且所述内凹陷结构的内部最大宽度大于相应开口处尺寸。其中，在本技术实施例中，通过该受光结构1011可以吸收入射光产生的反射光，可以进一步提高了insb(锑化铟)红外探测器背面受光对入射光的吸收率，同时提升了该insb(锑化铟)红外探测器的性能。
49.下面，对在本技术实施例进行描述的过程中出现的部分名词或者术语进行解释说明。
50.受光孔(或者受光槽)：指在倒装互连探测器受光面制作汇集入射光的孔(或者槽)。
51.insb腐蚀液：氢氟酸(hf)和过氧化氢(h2o2)混合溶液，在进行insb腐蚀液比例配置的过程中可以根据实际情况进行设置，在本技术实施例中insb腐蚀液采用的是，氢氟酸：过
氧化氢：水为1：1：50的比例进行配置。
52.增透膜(抗反射膜)：(anti-reflective coating,ar)是一种表面光学镀层，它通过减少反射光来增加光在表面的透过率；其中，增透膜利用光的干涉原理，使膜的前表面与后表面反射的光发生干涉来作用。
53.insb：锑化铟(indium antimonide，cas号为1312-41-0，分子式为insb)，分子量为236.578，具有金属光泽的化合物型半导体，保持贮藏器密封、储存在阴凉、干燥的地方，确保工作间有良好的通风或排气装置，是制作波长为3～5μm的红外探测器的重要材料，用于制光伏型或光导型单元、多元及焦平面红外探测器以及磁敏器件。
54.倒装焊接：将作有凸点的芯片倒扣在基板上的对应焊盘上，焊点起到芯片和外围电路间的连接作用，同时为芯片提供散热通道以及机械支撑芯片的作用。
55.光刻胶：光刻胶也称为光致抗蚀剂，是一种光敏材料，受到光照后特性会发生改变，是微电子技术中微细图形加工的关键材料之一，主要应用于电子工业和印刷工业领域。光刻胶有正胶和负胶之分：正胶经过曝光后，受到光照的部分变得容易溶解，经过显影后被溶解，只留下未受光照的部分形成图形；而负胶却恰恰相反，经过曝光后，受到光照的部分会变得不易溶解，经过显影后，留下光照部分形成图形。
56.掩膜：mask，全称单片机掩膜，是指程序数据已经做成光刻版，在单片机生产的过程中把程序做进去。单片机掩膜，在半导体制造中，许多芯片工艺步骤采用光刻技术，用于这些步骤的图形"底片"称为掩膜(也称作"掩模")，其作用是:在硅片上选定的区域中对一个不透明的图形模板遮盖，继而下面的腐蚀或扩散将只影响选定的区域以外的区域。图像掩膜，用选定的图像、图形或物体，对处理的图像(全部或局部)进行遮挡，来控制图像处理的区域或处理过程。用于覆盖的特定图像或物体称为掩模或模板。光学图像处理中,掩模可以是胶片、滤光片等。数字图像处理中,掩模为二维矩阵数组,有时也用多值图像。
57.平坦化工艺处理：简单的说是在晶体的表面保持平整平坦的工艺，目前平坦化工艺包括传统的平坦化技术和化学机械平坦化技术。
58.传统的平坦化技术，包括反刻、琉璃回流、旋涂膜层；而且传统的平坦化技术仅仅能局部平面化技术。
59.化学机械平坦化(cmp)是一种全局的平坦化技术，是唯一能提供硅片全局平坦化的一种方法，它通过硅片和一个抛光头之间的相对运动来平坦化硅片表面，在硅片和跑光头之间有磨料，并同时施加压力。其中cmp设备也称抛光机，在一台抛光机中，硅片放在一个硅片固定器或载片头上，并面向转盘上的抛光垫。cmp通过比去除低图形块的速度去除高出图形来获得均匀的硅片表面，由于它能够并均匀地把硅片抛光为需要的厚度和平坦度，已成为一种最广泛的技术。
60.下面结合具体实施例对本技术实施例做进一步详细说明。
61.如图1所示，为现有的红外焦平面探测器，一般而言，在insb(锑化铟)晶片表面形成了红外焦平面探测器芯片，每一晶片上会同时形成多个芯片，其中每一红外焦平面探测器芯片包含有复数个红外探测单元，在后续的工艺中，所述芯片被切割后作为一个红外探测器的探测面，在本技术实施例中红外探测单元形成p-n结。
62.请参考图1，现有的红外焦平面探测器包括多个光敏单元10、铟柱阵列20和硅读出电路30；所述多个光敏单元10通过所述铟柱阵列20与所述硅读出电路30互连。
63.其中，所述光敏单元10包括第一结构层101和第二结构层102，所述第一结构层101为n型insb(锑化铟)，所述第二结构层102为p型insb(锑化铟)，并且所述第二结构层102位于所述第一结构层101下方。在现有技术中，为了提高红外焦平面探测器入射光的透光率，首先对其背面受光部进行平坦化工艺处理，随后会在所述第一结构层101，即所述n型insb(锑化铟)的表面镀制增透膜，来提高该红外焦平面探测器入射光的性能。
64.在所述n型insb(锑化铟)的表面镀制增透膜的厚度与射入到所述n型insb(锑化铟)上的入射光有关，一般可以通过所述入射光波长的四分之与其折射率的比值确定该镀制增透膜的厚度，但该方法还是会导致一部分入射光无法被吸收。
65.为了克服上述现有技术中无法利用入射光反射后产生的反射光，本技术实施例在现有的所述红外焦平面探测器的基础上进行改进。
66.如图2所示，是本技术实施例对现有红外焦平面探测器进行改进后的结构示意图。本技术实施例提供的红外焦平面探测器，包括多个光敏单元10、铟柱阵列20和硅读出电路30；所述多个光敏单元10通过所述铟柱阵列20与所述硅读出电路30互连；在所述光敏单元10的受光面10-a一侧对应于每一光敏单元位置设置有受光结构1011，所述受光结构1011为受光面一侧朝向所述光敏单元方向的内凹陷结构，且所述内凹陷结构的内部最大宽度大于相应开口1011-2处尺寸。
67.当入射光照射在红外焦平面探测器上的所述多个光敏单元10的受光面10-a时，因为所述光敏单元10的受光面10-a一侧对应于所述每一光敏单元位置设置有所述受光结构1011。入射光会照射到所述受光结构1011中，所述受光结构为内凹陷结构，其内部最大宽度大于相应开口1011-1处尺寸，进而使得入射光在所述受光结构1011中进行多次反射。此时，所述受光结构1011会吸收一部分入射光在该受光结构1011中进行多次反射所产生的反射光，即所述受光结构1011通过吸收入射光产生的反射光，以提高该红外焦平面探测器对于入射光的吸收率。
68.具体的，如图3为孔型结构的受光结构的俯视图，所述受光结构1011为孔状结构的受光孔1011-a，所述受光孔1011-a呈阵列分布；也就是说，在所述光敏单元10的受光面一侧对应于每一光敏单元位置上均设置有所述受光孔1011-a，所述受光孔1011-a可以对照射到所述受光孔1011-a上的入射光，进行更好的吸收。
69.所述受光结构1011也可以是设置成槽型结构，如图4所示，为槽型结构的受光结构1011的俯视图，具体的，所述受光结构1011为槽型结构的受光槽1011-b，多个受光槽1011-b间隔分布。在本技术实施例中，对于所述受光结构1011的具体设置，可以根据具体的工作情况进行选择，不论是将所述受光结构1011设置成孔状结构还是设置成槽型结构，只要可以满足所述受光结构1011的要求即可。
70.接下来，对于所述受光孔的结构进行说明，所述受光结构1011的纵向截面的横向尺寸沿深度方向逐渐增大，如图2所示，将所述受光结构1011的纵向截面的横向尺寸沿其深度方向逐渐增大，使其所述受光结构1011的纵向截面形状为梯形，且所述梯形的短边对应于所述开口。
71.其中，所述受光结构1011包括纵向截面为梯形的内凹槽以及矩形截面的开口1011-1，所述矩形截面开口1011-1尺寸小于所述梯形短边。
72.具体的，所述受光结构1011在开口1011-1处可以有不同的设置，如图2所示，在所
述受光结构1011的左右两侧设置有台阶，所述台阶位于所述受光结构开口1011-1处，且所述台阶向开口1011-1处延伸，此时在所述台阶处形成了矩形截面的开口1011-1，所述入射光就是从该矩形截面的开口1011-1位置照射到所述受光结构1011内部的。可以理解为，在所述受光结构开口1011-1处的左右两侧设置有台阶，所述开口处1011-1相对的台阶均向开口处延伸，使得所述开口1011-1处的尺寸小于所述受光结构1011纵向截面为梯形的内凹槽的短边，即所述梯形的短边属于所述梯形的上底。也就是说，所述矩形截面的开口1011-1小于所述梯形的短边，且所述矩形截面的开口1011-1设置在所述梯形短边的上方。
73.在所述光敏单元10面积相同的情况下，通过所述光敏元件10上的所述受光结构1011，所述受光结构1011的内陷结构的纵向截面形状为梯形，当入射光照射到所述内凹陷结构中，并在所述内凹槽结构的纵向截面形状为梯形中进行多次发射，使得所述受光结构1011可以吸收入射光反射所产生的反射光，从而提高该红外焦平面探测器的性能。
74.所述受光结构在开口1011-1处也可以不设置台阶，所述受光结构1011从其内部直接向开口1011-1处左右两侧弯折，即所述受光结构1011的内凹槽结构的内部从底面向开口1011-1处逐渐缩小，使得开口1011-1处的尺寸小于所述内凹陷结构内部的最大宽度。
75.为能够更好的提高该红外焦平面探测器入射光的吸收率，在所述光敏单元10的受光面10-a的表面和在靠近所述凹陷结构底部侧壁部分均设置有抗反射膜或增透膜，所述抗反射膜或所述镀制增透膜的厚度与入射光有关，一般可以通过入射光波长的四分之与其折射率的比值确定镀制的厚度。
76.其中，所述受光面10-a为所述受光结构1011的内凹陷结构底部表面以及相邻内凹陷结构的开口部分之间的部分的表面。
77.本技术中的红外焦平面探测器是在原有的红外焦平面探测器的基础上进行改进，即在所述光敏单元10的受光面10-a一侧对应于每一光敏单元位置设置有受光结构1011，所述受光结构1011为受光面一侧朝向所述光敏单元方向的内凹陷结构，且所述内凹陷结构的内部最大宽度大于相应开口1011-1处尺寸，这样可以使受光结构1011吸收入射光在受光结构1011中进行反射所产生的反射光，以提高该红外焦平面探测器对于入射光的吸收率。
78.本技术还提供另一实施例，为一种红外焦平面探测器受光结构的制备方法，是基于上述红外焦平面探测器的结构上完成的，其步骤如下：
79.在所述光敏单元10的受光面10-a的表面上涂抹一层光刻胶，并在其表面上确定所述受光结构1011位置；并对所述受光结构1011进行掩膜处理；经过所述掩膜处理后，再利用腐蚀液对所述受光结构1011进行腐蚀处理；去除所述光敏单元10的受光面10-a上的光刻胶，并对其进行增透膜镀制。
80.具体的，所述光敏单元10的受光面10-a一侧对应于每一光敏单元位置设置有受光结构1011，也就是说，在所述光敏单元10的受光面10-a一侧均设置有所述的受光结构1011，以保障每个光敏单元都能通过其上的受光结构1011吸收更多的入射光。
81.其中，通过对准标记确定所述受光结构1011的位置，所述对准标记是置于掩模版和硅片上用于确定它们的位置和方向的可见图形，目前所述对准标记是比较成熟的技术，在此，不在做过多的解释。
82.所述光敏单元10包括第一结构层101和第二结构层102，所述第一结构层101为n型insb，所述第二结构层102为p型insb，并且所述第二结构层102位于所述第一结构层101下
方，即所述n型insb位于所述p型insb的上方，如图1所示，所述n型insb是一个整体，而所述p型insb是单独的个体，且每个所述p型insb中间是存在间隔。
83.通过上述对准标记确定所述受光结构1011的位置设置在所述第二结构层102的台面正上方，也就是说，每个所述p型insb的正上方都会设置一个受光结构1011。
84.对所述受光结构1011进行掩膜处理包括第一次掩膜处理和第二次掩膜处理，所述第一次掩膜处理后进行曝光和显影。
85.如图5所示，对所述受光结构1011进行所述第一次掩膜，首先需要将现有红外焦平面探测器背面受光结构的n型insb的表面清洗干净并去除残留的水分，随后在其表面旋涂抹一层所述光刻胶，以使所述光刻胶可以均匀地附着在n型insb表面上。本技术实施例采用的是正性光刻胶对所述受光结构1011进行第一次掩膜，使所述受光结构处的正性光刻胶处于曝光状态，因此，所述受光结构1011处的正性光刻胶进行溶解，而其他位置的正性光刻胶未处于曝光状态，并未进行溶解。
86.其中，所述光刻胶还包括负性光刻胶，所述负性光刻胶与所述正性光刻胶正好相反，所述负性光刻胶处于曝光状态不易溶解，而未处于曝光状态的部分进行溶解，因此，在所述n型insb表面上旋涂抹所述正性光刻胶或者所述负性光刻胶可以根据实际情况进行选择。
87.其次，将掩膜板掩盖在上述涂抹所述正性光刻胶后的n型insb表面上，进行所述第一次光刻曝光，然后显影、定影，即完成所述第一次掩膜处理。
88.如图6所示，对所述受光结构1011进行x微米的第一次腐蚀处理，所述腐蚀液采用的是insb腐蚀溶液；其中x为所述受光结构1011的宽度，x预值不小于4微米。
89.在对所述受光结构1011进行第一次掩膜处理后，需要对其进行第一次腐蚀处理，如图7所示，是对所述受光结构1011进行第一掩膜处理和第一腐蚀处理后的形状，其开口处的尺寸与内部尺寸基本保持一致。本技术实施例中所述腐蚀液采用的是insb腐蚀溶液，也可也采用其他腐蚀液(如硝酸或者乳酸)对所述受光结构进行腐蚀处理。
90.所述insb腐蚀溶液是将氢氟酸(hf)和过氧化氢(h2o2)进行混合配置的腐蚀性溶液，在进行所述insb腐蚀液比例配置的过程中可以根据实际情况进行设置，本技术实施例中所述insb腐蚀液采用的是，氢氟酸：过氧化氢：水为1：1：50的比例进行配置。
91.将配置好的所述insb腐蚀溶液滴灌在所述受光结构1011处，对其进行所述第一次腐蚀处理。在此，对所述受光结构1011进行所述第一次腐蚀时，所述受光结构1011的宽度x预值不小于4微米，也就是说，对所述受光结构1011第一次腐蚀处理时，必须保障所述受光结构1011的宽度大于或者等于4微米。
92.其中，通过所述光刻板确定所述受光结构1011的宽度x的预值。
93.如图7所示，在所述第一次腐蚀处理后对所述受光结构1011进行所述第二次掩膜处理，所述第二次掩膜处理前需要去除上次涂抹的光刻胶。
94.在对所述受光结构1011进行第二次掩膜处理，需要将上次掩膜处理时涂抹在所述n型insb表面上的光刻胶去除，去除所述n型insb表面上的光刻胶的技术比较成熟，而且方法比较多，在此，不在过多解释，可以根据实际情况选择合适的方法进行去除所述n型insb表面上的光刻胶。在将所述n型insb表面上涂抹的光刻胶去除后，待所述n型insb表面干净之后，在此时所述n型insb表面上进行旋涂抹一层光刻胶，本技术实施例中第二次旋涂抹光
刻胶和所述第一次旋涂抹光刻胶一样，均采用正性光刻胶，但不排除两次涂抹光刻胶类型不同，可以根据实际情况进行选择。
95.请参考图7，在对所述n型insb表面上涂抹第二次正性光刻胶之后，将掩膜板再次掩盖在上述涂抹正性光刻胶后的n型insb表面上，进行第二次光刻曝光，然后显影、定影，即完成所述第二次掩膜处理。
96.如图8所示，对所述受光结构1011第二次掩膜处理后，利用所述insb腐蚀溶液对所述受光结构1011进行扩孔腐蚀，使所述受光结构1011内部最大宽度大于相应开口1011-1处尺寸。
97.在对所述受光结构1011进行所述第二次掩膜处理后，还需要再对此时的所述受光结构1011进行第二次腐蚀，在经过上述第一次腐蚀后，如图8所示，其所述受光结构1011形成类似一个圆柱的形状，所述受光结构开口1011-1尺寸和所述受光结构1011内部的宽度基本保持一致，其中，本技术实施例对x有一定的限制，x不小于4微米，此时，需要在此基础上对其进行所述第二次腐蚀，其腐蚀是对所述受光结构1011周围进行全方位腐蚀，需要确保所述第二次腐蚀后，使所述受光结构1011内部最大宽度大于相应开口处尺寸，当所述受光结构1011的形状如图8时，停止腐蚀。
98.具体腐蚀过程，将配置好的所述insb腐蚀溶液滴灌在经过第一次腐蚀后所形成的所述受光结构1011处，对其进行第二次腐蚀处理。在此，对所述受光结构1011进行所述第二次腐蚀时，通过所述光刻板确定所述第二次腐蚀时所述受光结构腐蚀的宽度，即所述受光结构内部的宽度x在第一次腐蚀的基础上增加2微米左右，停止腐蚀。
99.所述受光结构为受光面10-a一侧朝向所述光敏单元方向的内凹陷结构。
100.如图8所示，经过两次掩膜和两次腐蚀后，所述受光结构1011为受光面一侧朝向所述光敏单元10方向的内凹陷结构，同时，使得使所述受光结构1011内部最大宽度大于相应开口处1011-1尺寸，当入射光会照射到所述受光结构1011中的内凹陷结构，入射光会在所述受光结构1011中进行多次反射，此时，所述受光结构1011会吸收入射光在受光结构1011中进行反射所产生的反射光，以提高该红外焦平面探测器对于入射光的吸收率。
101.如图9所示，在完成所述受光结构1011的第二次腐蚀后，去除所述n型insb表面上的所述第二次涂抹的光刻胶后，对其整个insb表面镀制增透膜，镀制增透膜的厚度与入射光有关，一般可以通过入射光波长的四分之与其折射率的比值确定镀制的厚度，即完成整个红外焦平面探测器受光结构的制备。
102.接下来介绍其具体工作过程。
103.如图2所示，是经过上述步骤后形成的本技术实施例的红外焦平面探测器受光结构1011，所述光敏单元10包括第一结构层101和第二结构层102，所述第一结构层101为n型insb，所述第二结构层102为p型insb，所述第二结构层102位于所述第一结构层101下方；在所述光敏单元10的受光面10-a的表面上涂抹一层光刻胶，并在其表面上确定受光结构1011位置，即在所述第一结构101层n型insb的表面上设置有受光结构1011，所述受光结构1011的位置与所述第二结构层102为p型insb的台面处于同一径向；对所述受光结构1011进行掩膜处理，经过所述掩膜处理后，再利用腐蚀液对所述受光结构进行腐蚀处理，形成最终的受光结构1011；随后在整个红外焦平面探测器受光结构的n型insb表面和所述受光结构内部镀制增透膜，一方面是通过所述受光结构1011可以将入射光限制在受光孔中，并多次反射
吸收，提高入射光的吸收率；另一方面该受光结构1011，在相同的光敏元中心距的前提下，增大了实际受光面积，达到了在不增加噪声的前提下，提高探测器的灵敏度。
104.以上所述，仅仅是本技术以较佳实施例公开，但本技术所保护的范围并不局限于此，任何本领域技术人员在不脱离本技术的精神和范围内，都可以做出可能的变化和修改，都在本技术保护范围之内。因此，本技术的保护范围应当以本技术权利要求所界定的保护范围为准。

技术特征：
1.一种红外焦平面探测器，其特征在于，包括：多个光敏单元、铟柱阵列和硅读出电路；所述多个光敏单元通过所述铟柱阵列与所述硅读出电路互连；在所述光敏单元的受光面一侧对应于每一光敏单元位置设置有受光结构，所述受光结构为受光面一侧朝向所述光敏单元方向的内凹陷结构，且所述内凹陷结构的内部最大宽度大于相应开口处尺寸。2.根据权利要求1所述的红外焦平面探测器，其特征在于，所述受光结构为孔状结构的受光孔，所述受光孔呈阵列分布；或者所述受光结构为槽型结构的受光槽，多个受光槽间隔分布。3.根据权利要求1或2所述的红外焦平面探测器，其特征在于，所述受光结构的纵向截面的横向尺寸沿深度方向逐渐增大。4.根据权利要求1或2所述的红外焦平面探测器，其特征在于，所述受光结构的纵向截面形状为梯形，且所述梯形的短边对应于所述开口。5.根据权利要求1或2所述红外焦平面探测器，其特征在于，所述受光结构包括纵向截面为梯形的内凹槽以及矩形截面的开口，所述矩形截面开口尺寸小于所述梯形短边。6.根据权利要求1至5任一所述的红外焦平面探测器，其特征在于，在所述受光面上设置有抗反射膜或增透膜。7.根据权利要求6所述的红外焦平面探测器，其特征在于，所述受光面包括所述受光结构的内凹陷结构底部表面以及相邻内凹陷结构的开口部分之间的部分的表面。8.根据权利要求7所述的红外焦平面探测器，其特征在于，在靠近所述内凹陷结构底部侧壁部分也设置有抗反射膜或增透膜。9.一种红外焦平面探测器受光结构的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在光敏单元的受光面的表面上涂抹一层光刻胶，并在其表面上确定受光结构位置；对所述受光结构进行掩膜处理；经过所述掩膜处理后，再利用腐蚀液对所述受光结构进行腐蚀处理；去除所述光敏单元的受光面上的光刻胶，并对其进行增透膜镀制。10.根据权利要求9所述的一种红外焦平面探测器受光结构的制备方法，在所述光敏单元的受光面一侧对应于每一光敏单元位置设置有受光结构。

技术总结
本申请提供一种红外焦平面探测器及其受光结构的制备方法。红外焦平面探测器包括多个光敏单元、铟柱阵列和硅读出电路；多个光敏单元通过铟柱阵列与硅读出电路互连；在光敏单元的受光面一侧对应于每一光敏单元位置设置有受光结构，受光结构为受光面一侧朝向光敏单元方向的内凹陷结构，且内凹陷结构的内部最大宽度大于相应开口处尺寸。受光结构制备方法，在光敏单元的受光面的表面上涂抹一层光刻胶，并在其表面上确定受光结构位置；对受光结构进行掩膜处理；再利用腐蚀液对受光结构进行腐蚀处理；并对其进行增透膜镀制。本申请通过受光结构吸收入射光在其内部进行反射所产生的反射光，以提高该红外焦平面探测器对于入射光的吸收率。收率。收率。


技术研发人员：白谢辉 武合心
受保护的技术使用者：浙江英孚莱德光电科技有限公司
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/8/28