[發明專利]大面陣紅外探測器及其芯片低應力冷頭結構

有效

• 申請號: 202010871113.4
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112002773B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 付志凱;張磊;吳卿;王成剛
• 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: H01L31/024
• 分類號: H01L31/024;H01L31/09;H01L31/101
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 羅丹

本發明公開了一種大面陣紅外探測器及其芯片低應力冷頭結構。大面陣紅外探測器芯片低應力冷頭結構，包括：杜瓦冷臺；陶瓷結構件，粘接于杜瓦冷臺；至少一層陶瓷框架，粘接于陶瓷結構件遠離杜瓦冷臺的一側；探測器混成芯片，粘接于至少一層陶瓷框架遠離陶瓷結構件的一側。采用本發明，通過優化冷頭結構，使整個結構的低溫應力得到釋放，保證探測器芯片的低溫可靠性，可以解決大面陣探測器芯片低溫下熱應力集中，受溫度沖擊容易產生損傷的問題，同時選擇框架作為電學過渡結構，可以保證探測器電學信引出。

技術領域

本發明涉及紅外探測器領域，尤其涉及一種大面陣紅外探測器及其芯片低應力冷頭結構。

背景技術

制冷型紅外探測器組件廣泛應用于紅外成像系統中，是各類紅外測試系統的核心部件。隨著制冷型紅外探測器的飛速發展，紅外探測器規模也越來越大，從傳統的320×256規模不斷提高，目前1024×1024、2048×2048等大面陣探測器已經實現工程化，國際上先進探測器生產商也已實現了4096×4096超大面陣探測器的生產和應用。在大面陣探測器研制過程中，紅外焦平面探測器面陣規模的擴大，探測器芯片受溫度沖擊更容易產生損傷，直接影響探測器的性能，甚至導致探測器失效，這已成為大面陣探測器生產工藝急需解決的問題。

發明內容

本發明實施例提供一種大面陣紅外探測器及其芯片低應力冷頭結構，用以解決現有技術中大面陣探測器芯片低溫下熱應力集中，受溫度沖擊容易產生損傷的問題。

根據本發明實施例的大面陣紅外探測器芯片低應力冷頭結構，包括：

杜瓦冷臺；

陶瓷結構件，粘接于所述杜瓦冷臺；

至少一層陶瓷框架，粘接于所述陶瓷結構件遠離所述杜瓦冷臺的一側；

探測器混成芯片，粘接于所述至少一層陶瓷框架遠離所述陶瓷結構件的一側。

根據本發明的一些實施例，所述至少一層陶瓷框架包括依次層疊設置的第一層陶瓷框架、第二層陶瓷框架、和第三層陶瓷框架，所述第一層陶瓷框架與所述第二層陶瓷框架粘接，所述第二層陶瓷框架與所述第三層陶瓷框架粘接。

根據本發明的一些實施例，所述陶瓷結構件包括主體部和支撐部，所述支撐部呈環形且外套于所述主體部；

所述主體部的下端與所述杜瓦冷臺粘接，所述主體部的上端與所述第二層陶瓷框架粘接；

所述第三層陶瓷框架呈環形且外套于所述主體部，所述第三層陶瓷框架的上表面與所述第二層陶瓷框架粘接，所述第三層陶瓷框架的下表面與所述支撐部粘接。

根據本發明的一些實施例，所述探測器混成芯片的面積為16mm×12.8mm。

根據本發明的一些實施例，所述至少一層陶瓷框架以及所述陶瓷結構件均為Al₂O₃材料件。

根據本發明的一些實施例，所述至少一層陶瓷框架包括第四層陶瓷框架；

所述大面陣紅外探測器芯片低應力冷頭結構，還包括：陶瓷墊片；

所述第四層陶瓷框架的下表面與所述陶瓷結構件粘接，所述第四層陶瓷框架的上表面與所述陶瓷墊片的下表面粘接，所述陶瓷墊片的上表面與所述探測器混成芯片粘接。

根據本發明的一些實施例，所述陶瓷墊片為SiC材料件；

所述第四層陶瓷框架以及所述陶瓷結構件均為AlN材料件。

根據本發明的一些實施例，所述探測器混成芯片的面積為32mm×25.6mm。

根據本發明的一些實施例，所述探測器混成芯片，包括：

硅讀出電路；