[發(fā)明專利]一種用于高密度面陣性能驗證的測試結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109378280B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于春蕾;李雪;邵秀梅;龔海梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 上海滬慧律師事務(wù)所 31311
• 代理人: 郭英

本發(fā)明公開了一種用于高密度面陣性能驗證的測試結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括半絕緣InP襯底、N型InP緩沖層、InGaAs吸收層、N型InP帽層、光敏區(qū)、P電極、N電極。光敏區(qū)由18組有效面積為60μmⅹ60μm的探測器光敏元陣列組成，每組探測器陣列共同引出一個P電極，所有探測器陣列共用一個N電極。本發(fā)明的優(yōu)點在于：1、通過測試結(jié)構(gòu)的制備和測試，可以對比不同陣列設(shè)計的性能，為大面陣設(shè)計提供理論依據(jù)；2、中心距較小的面陣測試復雜，且測試結(jié)果受到其他因素影響，而本發(fā)明公布的測試結(jié)構(gòu)測試步驟簡便易操作，可以直接得到面陣的性能參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紅外及光電子領(lǐng)域，具體為一種用于高密度面陣性能驗證的測試結(jié)構(gòu)。所述的高密度是指光敏元中心距20μm以下。

背景技術(shù)

紅外焦平面陣列技術(shù)已經(jīng)成為當今紅外成像技術(shù)發(fā)展的主要方向，焦平面探測器在成像系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。為了提高系統(tǒng)的空間分辨率，焦平面探測器向更大面陣規(guī)模、更高像元密度的方向發(fā)展。

當焦平面探測器的光敏元尺寸減小至20μm及以下時，擴散孔的形狀、尺寸以及擴散孔之間的距離都可能成為影響探測器性能的因素，不同的陣列設(shè)計可能會造成探測器暗電流、電容、光譜響應(yīng)、信號與噪聲的差異，甚至可能會影響探測器像元能否正常工作。需要有效的測試結(jié)構(gòu)，進行性能分析，從而為大規(guī)模面陣的設(shè)計提供合適的陣列結(jié)構(gòu)。此外當面陣規(guī)模增大，中心距減小，直接對探測器面陣性能進行驗證十分困難，需要在完成焦平面芯片的倒焊互聯(lián)、基板粘接、引線鍵合等一系列復雜工藝過程，方能進行焦平面性能測試來評估探測器性能的測試，且測試結(jié)果不能直接反映探測器性能，受到電路芯片性能以及工藝過程影響。為此發(fā)明一種有效的測試結(jié)構(gòu)進行高密度面陣性能驗證十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于高密度面陣性能驗證的測試結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)存的上述技術(shù)問題。

本發(fā)明公開了一種用于高密度面陣性能驗證的測試結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括半絕緣InP襯底(1)、N型InP緩沖層(2)、InGaAs吸收層(3)、N型InP帽層(4)、光敏區(qū)(5)、P電極(6)、N電極(7)。其特征在于，光敏區(qū)由18組有效面積為60μmⅹ60μm的探測器光敏元陣列組成，每組探測器陣列共同引出一個P電極，所有探測器陣列共用一個N電極。

第1-6組陣列規(guī)模為6ⅹ6，擴散孔中心距為10μm。其中第1-3組擴散孔形狀為方形，邊長分別為3μm、4μm、5μm；第4-6組擴散孔形狀為圓形，直徑分別為3μm、4μm、5μm。第7-12組陣列規(guī)模為4ⅹ4，擴散孔中心距為15μm。其中第7-9組擴散孔形狀為方形，邊長分別為8μm、9μm、10μm；第10-12組擴散孔形狀為圓形，直徑分別為8μm、9μm、10μm。第13-18組陣列規(guī)模為3ⅹ3，擴散孔中心距為20μm。其中第13-15組擴散孔形狀為方形，邊長分別為13μm、14μm、15μm；第16-18組擴散孔形狀為圓形，直徑分別為13μm、14μm、15μm。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、通過上述測試結(jié)構(gòu)的制備和暗電流、電容、響應(yīng)光譜、信號與噪聲測試；對測試數(shù)據(jù)進行處理，可以對比不同陣列設(shè)計的性能，為大面陣設(shè)計提供理論依據(jù)；

2、對于中心距較小的面陣，測試性能參數(shù)需要與電路倒焊后進行焦平面測試，測試步驟復雜，而本發(fā)明公布的測試結(jié)構(gòu)和測試方法簡便易操作，可以方便的得到面陣的性能參數(shù)；

附圖說明

圖1為本發(fā)明的測試結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的具體實施方式中的暗電流測試結(jié)果，其中圖(a)為圓形擴散孔陣列的暗電流測試結(jié)果，圖(b)為方形擴散孔陣列的暗電流測試結(jié)果。

圖3為本發(fā)明的具體實施方式中的電容測試結(jié)果；

圖4為本發(fā)明的具體實施方式中的響應(yīng)光譜測試結(jié)果；

具體實施方式