MEMS微橋結(jié)構(gòu)設(shè)計與光刻工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、非制冷紅外探測器的發(fā)展是從20世紀80年代開始的，因其具有成本低、無需制冷、可靠性高、可集成、工藝兼容性好等優(yōu)點，在民用和軍用市場得到了廣泛應(yīng)用。非制冷紅外探測陣列芯片主要包括讀出電路、熱敏材料及微橋結(jié)構(gòu)，利用光-熱-電轉(zhuǎn)換原理工作。MEMS結(jié)構(gòu)的探測微橋能夠有效降低探測單元的熱傳導(dǎo)，從而保證探測器在室溫環(huán)境下有較高的靈敏度。所以，開展低熱導(dǎo)微橋結(jié)構(gòu)的研究對高性能非制冷焦平面探測器的研制具有重要意義。微橋結(jié)構(gòu)的每個層次圖形均通過光刻工藝

2、實現(xiàn)，并且光刻工藝決定了探測器的關(guān)鍵尺寸，因此實驗探索一套優(yōu)化的光刻工藝是微橋結(jié)構(gòu)探測器件制備的關(guān)鍵。
　　本文的目標是利用MEMS技術(shù)，基于氧化釩材料開展的非制冷紅外探測陣列的設(shè)計與制備，并且對半導(dǎo)體工藝中的光刻工藝提出優(yōu)化。主要內(nèi)容是：
　　(1)分析非制冷紅外探測器的工作原理、微橋結(jié)構(gòu)特征、熱學以及力學性能，根據(jù)仿真分析設(shè)計出參數(shù)不同的微橋結(jié)構(gòu)，運用 IntelliSuite軟件對設(shè)計的微橋結(jié)構(gòu)進行力學和熱學仿真，分析

3、仿真結(jié)果；仿真最佳結(jié)果：像元尺寸為25×25μm2，橋腿寬度為0.9μm。
　　(2)實際制備出所設(shè)計的微橋結(jié)構(gòu)，并與仿真結(jié)果進行對比，觀察其力學穩(wěn)定性；本文所設(shè)計的微橋結(jié)構(gòu)參考了改良后的傳統(tǒng)L型橋腿模型，采用了L型雙懸臂梁結(jié)構(gòu)。
　　(3)在制備微橋結(jié)構(gòu)的工藝中進行的優(yōu)化及對其中的光刻工藝做出的改善。通過對金屬薄膜表面形貌的判斷，選用不同對準方式提高套刻精確性；根據(jù)濕法腐蝕的特點，改善光刻工藝涂膠方法，改善橫向腐蝕現(xiàn)象。<