[發(fā)明專利]二類超晶格雙色紅外探測器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010871103.0
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112002716B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 張軼;孫浩;李海燕;劉震宇;劉銘
• 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: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;H01L31/02;H01L31/0224;H01L31/0352;H01L31/101;H01L31/18
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 羅丹

本發(fā)明公開了一種二類超晶格雙色紅外探測器及其制備方法，二類超晶格雙色紅外探測器，包括：讀出電路；襯底，與讀出電路相對且間隔排布；陣列設置于讀出電路與襯底之間的多個臺面像元結構，從讀出電路至襯底的方向上，臺面像元結構依次包括第一N型結構層、P型中間層、第二N型結構層，第二N型結構層與襯底連接；每個第一N型結構層均通過一個第一電極與讀出電路電連接，每個第二N型結構層均通過一個第二電極與讀出電路電連接；襯底遠離臺面像元結構的一側設有網(wǎng)狀電極，每個P型中間層均通過一個第三電極與網(wǎng)狀電極電連接，網(wǎng)狀電極通過一個第四電極與讀出電路電連接。采用本發(fā)明，可以降低二類超晶格雙色紅外探測器芯片單面電極點的密度，降低互連封裝難度。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種二類超晶格雙色紅外探測器及其制備方法。

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(yōu)點，廣泛應用于農(nóng)牧業(yè)、森林資源的調(diào)查、開發(fā)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。

二類超晶格雙色紅外探測器是紅外探測技術的代表產(chǎn)品之一，并且是新一代紅外探測器的發(fā)展方向，其制備所需的二類超晶格材料為三層結構。探測器制備過程中先需要分別將二類超晶格材料所包含的不同響應波段的n型材料層(例如：MW，LW)通過電極引出，然后與讀出電路(ROIC)互連，同時讀出電路還要跟每個像元的p型材料層互連，如圖7所示。因此器件結構復雜封裝難度極大，像元中心間距小于25微米的探測器無法完成制備和封裝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種二類超晶格雙色紅外探測器及其制備方法，用以解決現(xiàn)有技術中像元中心間距過小時，探測器制備困難的問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的二類超晶格雙色紅外探測器，包括：

讀出電路；

襯底，與所述讀出電路相對且間隔排布；

陣列設置于所述讀出電路與所述襯底之間的多個臺面像元結構，從所述讀出電路至所述襯底的方向上，所述臺面像元結構依次包括第一N型結構層、P型中間層、第二N型結構層，所述第二N型結構層與所述襯底連接；

每個所述第一N型結構層均通過一個第一電極與所述讀出電路電連接，每個所述第二N型結構層均通過一個第二電極與所述讀出電路電連接；

所述襯底遠離所述臺面像元結構的一側設有網(wǎng)狀電極，每個所述P型中間層均通過一個第三電極與所述網(wǎng)狀電極電連接，所述網(wǎng)狀電極通過一個第四電極與所述讀出電路電連接。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述網(wǎng)狀電極限定出多個相互電連接的電極網(wǎng)格，每個所述電極網(wǎng)格下面對應一個臺面像元結構，每個所述P型中間層通過一個第三電極與其對應的電極網(wǎng)格電連接。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，每個所述第二N型結構層對應設置一個第一貫通孔，從所述襯底至所述讀出電路的方向上，所述第一貫通孔貫通所述第二N型結構層；

每個所述電極網(wǎng)格內(nèi)對應設置一個貫通襯底的第二貫通孔；

每個所述第三電極的一端與一個電極網(wǎng)格電連接、另一端依次穿過所述第二貫通孔和所述第一貫通孔后與所述P型中間層電連接。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述網(wǎng)狀電極包括：

矩形電極框，包括依次首尾連接的第一電極線、第二電極線、第三電極線和第四電極線，所述第一電極線和所述第三電極線均沿第一方向延伸，所述第二電極線和所述第四電極線均沿第二方向延伸，所述第一方向與所述第二方向垂直；

位于所述矩形電極框內(nèi)且間隔排布的多條第五電極線，每條所述第五電極線均與所述第一電極線平行，且每條所述第一電極線的兩端分別與所述第二電極線和所述第四電極線連接；