[發明專利]紅外焦平面探測器的芯片組件及其制備方法

有效

• 申請號: 202010418620.2
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111640803B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 任秀娟;李春領;崔戈;寧提;亢喆;譚振;馬濤;李忠賀;張克
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/101;H01L31/18
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 張然

本發明公開了一種紅外焦平面探測器的芯片組件及其制備方法。紅外焦平面探測器的芯片組件，包括：銻化銦芯片；一氧化硅薄膜，設于銻化銦芯片的背面。采用本發明，通過采用一種機械附著力、硬度及應力、以及化學性質穩定性均比硫化鋅還高的一氧化硅作為制備銻化銦芯片背增透薄膜的薄膜材料，可以避免背增透薄膜脫模的情況，提高探測器性能的穩定性，且一氧化硅薄膜表面光潔，一氧化硅薄膜的附著力、牢固度滿足了紅外焦平面探測器使用的環境要求，提高了批量生產紅外焦平面探測器的合格率，有利于降低成本。

技術領域

本發明涉及紅外探測器技術領域，尤其涉及一種紅外焦平面探測器的芯片組件及其制備方法。

背景技術

紅外焦平面探測技術具有光譜響應波段寬、可獲得更多地面目標信息、能晝夜工作等顯著優點，廣泛應用于農牧業、森林資源的調查、開發和管理、氣象預報、地熱分布、地震、火山活動，太空天文探測等領域。

銻化銦(InSb)是高性能紅外焦平面探測器的核心材料，通過器件工藝制備芯片后，正面與讀出電路互聯后，芯片整體粘附在玻璃基板上，銻化銦(InSb)材料向上，先后采用機械研磨或車削、機械拋光和化學拋光的方法，減薄和拋光芯片。紅外光從拋光后銻化銦(InSb)芯片的正面入射，當入射光照射到探測器上時，在表面會發生反射，減小了到達吸收層的光的能量，從而降低了探測器的響應率，同時這些反射會在探測器內形成雜散光，影響探測器的信號。

為了使足夠的紅外光能夠到達探測器，保證探測器的性能，背減拋光后的銻化銦(InSb)芯片需要鍍制一層薄膜材料作為增透膜。一般制備銻化銦(InSb)芯片背增透薄膜材料為硫化鋅(ZnS)。由于硫化鋅(ZnS)薄膜材料的機械附著力、硬度及應力、化學性質穩定性差，制備后背增透薄膜在與探測器低溫環境條件下(一般為77K)發生脫膜的現象，從而降低了器件性能及其均勻性。

發明內容

本發明實施例提供一種紅外焦平面探測器的芯片組件及其制備方法，用以解決現有技術中芯片與背增透薄膜脫模的問題。

根據本發明實施例的紅外焦平面探測器的芯片組件，包括：

銻化銦芯片；

一氧化硅薄膜，設于所述銻化銦芯片的背面。

根據本發明的一些實施例，所述一氧化硅薄膜的透明波段在0.4微米至9微米之間。

在本發明的一些實施例中，所述一氧化硅薄膜的折射率為1.80。

根據本發明的一些實施例，所述一氧化硅薄膜完全覆蓋所述銻化銦芯片的背面。

根據本發明的一些實施例，所述銻化銦芯片的厚度在10微米至20微米之間；

所述一氧化硅薄膜的厚度在至之間。

根據本發明實施例的紅外焦平面探測器，包括：

芯片組件，所述芯片組件為如上所述的紅外焦平面探測器的芯片組件。

根據本發明實施例的如上所述紅外焦平面探測器的芯片組件的制備方法，包括：

制備銻化銦芯片，并將所述銻化銦芯片放入具備真空環境的制膜設備中；

將一氧化硅薄膜制備于所述銻化銦芯片的背面。

根據本發明的一些實施例，所述將銻化銦芯片放入具備真空環境的制膜設備中，包括：

將所述銻化銦芯片放入制膜設備的真空腔室的工件轉動系統上；

對所述真空腔室抽真空；

將所述工件轉動系統的轉速調整在每秒40至80轉之間；

將所述工件轉動系統的加熱溫度調整在0攝氏度至60攝氏度之間并持續預設時間段，所述預設時間段的時長在20分鐘至50分鐘之間。