采用新颖自对准法制备高精度硅衍射微透镜阵列及其与红外焦平面阵列集成

硅衍射微透镜阵列通常被用来与红外焦平面集成而提高器件性能。在常规套刻法用于制备硅衍射微透镜阵列时光刻误差是很难避免的。这对器件性能及后续应用产生严重的影响。针对此问题,本文提出一种高精度硅衍射微透镜阵列制备的新颖自对准方法。该方法中硅衍射微透镜阵列的制备精度只由第一次掩膜光刻的精度决定。在后续的刻蚀中,采用掩膜层和牺牲层或保护层将已刻蚀区域进行保护,对未保护区域进行刻蚀,有效地阻挡非刻蚀区域,精确刻蚀所需刻蚀区域。采用新颖自对准法可以制备出高精度硅衍射微透镜阵列,其衍射效率可达到92.6%。与红外焦平面探测器集成后,平均黑体响应率提高了8.3%,平均黑体探测率提高了10.3%。这表明硅微透镜阵列可以通过会聚作用提高焦平面阵列占空因子,同时降低串扰,进而提高焦平面阵列性能。该研究结果对通过优化微纳器件制作水平提升其性能具有重要参考意义。