电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术是实现第三代碲镉汞红外焦平面探测器的关键工艺技术，主要用于双色、多色和雪崩光电二极管(APDs)等微台面列阵芯片的高占空比隔离。本研究选择高密度等离子体技术的ICP-RIE来实现碲镉汞微台面列阵的干法隔离，研究了微台面列阵的占空比优化、干法刻蚀诱导电学损伤的弱化、干法隔离ICP刻蚀的技术综合和干法ICP技术验证芯片的研制与性能评估等。其主要内容如下：　　 1、总结了用于碲镉汞器件制备工艺的微台面列阵的隔离技术。分析了湿法化学腐蚀技术的局限性，摸索了高密度等离子体刻蚀技术之一的ICP技术设备和工艺，研究了碲镉汞ICP刻蚀研究的评价方法和检测技术。　　 2、高占空比微台面列阵隔离的ICP技术优化。探索了碲镉汞刻蚀的SiO2掩模技术，获得了侧壁光滑的微台面列阵隔离沟槽，进一步的测试表明掩模与碲镉汞之间的刻蚀选择比大于30：1。基于渐变开口线宽的掩模方法，研究了ICP刻蚀工艺和芯片设计对隔离沟槽轮廓和微台面占空比的影响。提出了一种在刻蚀终点刻蚀隔离沟槽恰好为“V”字型的芯片设计，获得了隔离沟槽深宽比大于1.5的干法ICP刻蚀技术。　　 3、微台面隔离ICP刻蚀诱导电学损伤的弱化研究。一方面采用LBIC(Laser BeamInduced Current)、微分Hall和扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscopy)的测试技术，研究了ICP刻蚀诱导电学损伤层的厚度。另一方面，巧妙地运用了材料芯片技术，基于刻蚀区域不同电学损伤层厚度列阵与未刻蚀区域公共接触之间的I-V与R-V特性测试，精确获得了诱导电学损伤层的厚度。该方法也可以方便地测量不同离子注入条件的p-n结的结深。通过电学损伤厚度的测量，发现了含H+和H的ICP刻蚀诱导损伤明显大于同等条件下纯物理刻蚀诱导损伤，较深入认识了ICP刻蚀诱导电学损伤的机理。通过引入N2并加大N2在刻蚀气体中的比例，获得了ICP干法刻蚀诱导损伤层厚度小于1μm的碲镉汞微台面列阵隔离技术。最后，还摸索了可以部分修复残余诱导损伤的高温退火工艺。　　 4、碲镉汞ICP干法隔离的高占空工艺与低损伤工艺的技术综合。分析了ICP刻蚀技术的占空比、诱导损伤和刻蚀速率三个技术指标之间的相互关系。通过比较不同功率和H浓度下的刻蚀速率与诱导反型损伤层厚度，发现在RF为0.35W/cm2时能得到较小的刻蚀损伤和较大的刻蚀速率，确立了CH4基工艺气体的低损伤ICP刻蚀技术。分析研究了CH4基工艺气体产生的聚合物对ICP刻蚀的利弊。利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)测试，发现由CH4刻蚀占主导的碲镉汞样品表面粗糙度明显优于H2刻蚀占主导的样品。同时，在CH4基工艺气体中引入N2可进一步优化刻蚀表面。优化后刻蚀表面粗糙度均方根值小于1.5nm，基本接近于湿化学腐蚀方法的结果。研究实现了可以优化等离子体IAD减弱侧壁损伤的、具有高选择比的复合厚掩膜制备。通过ICP技术综合，获得了刻蚀速率为1.61μm/h、诱导损伤反型层小于1μm、刻蚀沟槽深宽比大于1的碲镉汞干法隔离ICP干法工艺。　　 5、微台面列阵干法隔离ICP技术的验证芯片制备与性能评估。基于综合褥到的ICP刻蚀技术，制备了256×1和128×128长波验证芯片。在液氮温度下，验证线列芯片具有正常的电学和光谱特性，器件的截至波长为10.7μm，电学性能接近平面结工艺的水平。结果表明获得的ICP刻蚀技术初步能适用于新一代碲镉汞红外焦平面探测器的微台面列阵隔离。但是，器件的噪声较大，影响了其黑体辐射探测率(3.0×108 cmHz1/2/W)。推断其中的诱因是在工艺集成上还不稳定，或ICP干法技术仍需要进一步优化，如降低噪声、进一步抑制损伤。