[發(fā)明專利]通過疊層提高近紅外譜段效率的CCD器件及其制作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811007044.1
• 申請(qǐng)日: 2018-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN109244099A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小東;汪朝敏;白雪平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十四研究所
• 主分類號(hào): H01L27/148
• 分類號(hào): H01L27/148
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務(wù)所 50215
• 代理人: 王海軍

本發(fā)明提出通過疊層提高近紅外譜段效率的CCD器件及其制作方法，屬于CCD器件設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括以下步驟：S1、將普通CCD器件進(jìn)行背面減薄；S2、將兩片減薄后的CCD器件背面分別粘接在透光絕緣介質(zhì)材料的上、下表面，得到至少一組兩片粘接的CCD器件單元；S3、將粘接的CCD器件封裝在專用管殼中，即對(duì)于一組兩片粘接的CCD器件單元直接封裝在專用管殼中；對(duì)于多組兩片粘接的CCD器件單元，將它們粘接成整體后再封裝在專用管殼中；S4、在專用管殼兩端接入系列引腳進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過對(duì)常規(guī)CCD器件進(jìn)行減薄并疊層，2片/多片減薄后的CCD器件疊層應(yīng)用，可以增強(qiáng)900nm～1000nm近紅外譜段的量子效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及CCD器件設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及通過疊層提高近紅外譜段效率的CCD器件及其制作方法。

背景技術(shù)

電荷耦合器件CCD(Charge Coupled Device)是一種微型圖像傳感器，本身兼具光電轉(zhuǎn)換功能和信號(hào)的存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)換等功能，可以將空間域內(nèi)分布的圖像，轉(zhuǎn)換成為按時(shí)間域離散分布的電信號(hào)。具有靈敏度高、光譜響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范圍大、像元尺寸小、幾何精度高、成像質(zhì)量好、抗震動(dòng)、抗輻射等優(yōu)點(diǎn)。

可見光面陣CCD作為一種高靈敏度光電傳感器，在工業(yè)檢測(cè)和安全檢驗(yàn)領(lǐng)域中的光譜測(cè)繪、圖形掃描、快速掃描成像、定標(biāo)測(cè)量等系統(tǒng)有廣泛應(yīng)用，可見光面陣CCD具有很寬的光譜探測(cè)范圍，但近紅外譜段響應(yīng)普遍較低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為了提高近紅外光譜段響應(yīng)，本發(fā)明提出通過疊層提高近紅外譜段效率的CCD器件及其制作方法。

本發(fā)明首先提出通過疊層提高近紅外譜段效率的CCD器件，包括至少一組兩片粘接的CCD器件單元；所述兩片粘接的CCD器件單元包括兩片刻蝕去除襯底層的普通CCD器件和透光絕緣介質(zhì)材料，即從上到下依次為硅片外膜層、硅片外延層、透光絕緣介質(zhì)材料、硅片外延層和硅片外膜層。

進(jìn)一步的，當(dāng)兩片粘接的CCD器件單元為多組時(shí)，兩片粘接的CCD器件單元兩兩依次粘接形成一個(gè)整體。

進(jìn)一步的，所述硅片外膜層從上至下依次包括SiO2材料的表層、Si3N4材料的中間層以及SiO2材料的柵氧層。

進(jìn)一步的，所述硅片外延層包括光敏區(qū)二極管以及位于光敏區(qū)二極管兩邊的溝阻。

進(jìn)一步的，所述硅片外膜層厚度為180～220μm。

進(jìn)一步的，所述硅片外延層厚度為10μm。

進(jìn)一步的，所述透光絕緣介質(zhì)材料的厚度為10～100μm。

本發(fā)明還提出通過疊層提高近紅外譜段效率的CCD器件的制作方法，采用普通CCD器件，所述普通CCD器件從上到下依次包括硅片外膜層、硅片外延層及硅片襯底層，包括以下步驟：

S1、將普通CCD器件進(jìn)行背面減薄，即將硅襯底層全部刻蝕掉；

S2、將兩片減薄后的CCD器件背面分別粘接在透光絕緣介質(zhì)材料的上、下表面，按照前述方法實(shí)施一次或多次，得到至少一組兩片粘接的CCD器件單元；

S3、將粘接的CCD器件封裝在專用管殼中，即對(duì)于一組兩片粘接的CCD器件單元直接封裝在專用管殼中；對(duì)于多組兩片粘接的CCD器件單元，將它們粘接成一個(gè)整體后再封裝在專用管殼中；

S4、在專用管殼兩端接入系列引腳進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述專用管殼包括光窗、鍵合線和外殼，所述外殼上表面中間部分向下凹陷形成凹槽，凹槽的兩端設(shè)置有鍵合線，粘接的CCD器件兩端與鍵合線接觸，設(shè)置在兩個(gè)鍵合線之間，所述光窗設(shè)置在外殼的上表面。

進(jìn)一步的，所述專用管殼兩端設(shè)置有引腳。