[發(fā)明專利]像元錯位的銦鎵砷線列探測器、檢測方法及銦鎵砷光敏芯片

有效

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• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN114361190B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李雪;劉大福;顧溢;孫奪
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫中科德芯感知科技有限公司
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;G01J1/42
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 楊東明;余中燕

本發(fā)明公開了一種像元錯位的銦鎵砷線列探測器、檢測方法及銦鎵砷光敏芯片；所述銦鎵砷線列探測器包括銦鎵砷光敏芯片，所述銦鎵砷光敏芯片包括至少兩行平行排列的像元；相鄰行中的像元沿行方向錯位設(shè)置；相鄰兩行像元在列方向的中心距不小于一個像元在列方向的物理尺寸。本發(fā)明提供的像元錯位的銦鎵砷線列探測器及基于其的檢測方法、銦鎵砷光敏芯片，通過設(shè)置相鄰兩行的像元形成合理的錯位結(jié)構(gòu)，可以有效地利用相鄰行的像元實現(xiàn)對檢測對象的成像互補，避免了由于相鄰像元的成像空隙對入射光無響應(yīng)，顯著降低了探測系統(tǒng)對場景中異常的漏檢概率的問題，并能通過圖像融合處理實現(xiàn)圖像分辨率的提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種像元錯位的銦鎵砷線列探測器、檢測方法及銦鎵砷光敏芯片。

背景技術(shù)

隨著科技進(jìn)步和社會發(fā)展，光電探測系統(tǒng)朝著更高分辨率、更小尺寸的方向發(fā)展，這就要求探測器具有較大規(guī)模和更小的中心距，因此作為短波紅外探測的理想選擇，銦鎵砷光敏芯片通常為背面光入射的陣列結(jié)構(gòu)。相比適用于凝視成像的面陣探測器，線陣探測器主要應(yīng)用于推掃式成像場景，如機載對地觀測、工業(yè)檢測、光譜分析、糧食篩選等，并且因其更低的成本而具有十分廣闊的市場前景。為了減小陣列探測器中各像元間的信號串?dāng)_，并具有較高的感光區(qū)占空比，可對銦鎵砷光敏芯片進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化。但實際上由于制備工藝及器件結(jié)構(gòu)等方面的限制，光敏芯片難以實現(xiàn)100％的感光區(qū)占空比。例如，理論上每個像元的物理尺寸30μm×30μm，但實際感光區(qū)尺寸可能只有28μm×28μm，即，即使各像元依次緊鄰布置，也無法避免地造成相鄰像元間會存在一定的成像空隙(也可稱為感光空隙)，從而導(dǎo)致光電探測系統(tǒng)在實際成像時易出現(xiàn)部分場景信息的缺失，這顯著增大了諸如在線掃描檢測應(yīng)用場景中的漏檢概率。而采用常規(guī)的微透鏡等光學(xué)調(diào)制結(jié)構(gòu)來解決這一問題，會增加對準(zhǔn)難度、制造成本及探測器系統(tǒng)體積，不利于系統(tǒng)的小型化發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中銦鎵砷線列探測器由于相鄰像元間會存在一定的感光間隙而導(dǎo)致較高漏檢率的缺陷，提供一種像元錯位的銦鎵砷線列探測器、檢測方法及銦鎵砷光敏芯片。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

本發(fā)明提供了一種像元錯位的銦鎵砷線列探測器，所述銦鎵砷線列探測器包括銦鎵砷光敏芯片，所述銦鎵砷光敏芯片包括至少兩行平行排列的像元；相鄰行中的像元沿行方向錯位設(shè)置。

較佳地，所述銦鎵砷線列探測器還包括讀出電路；

所述讀出電路與所述銦鎵砷光敏芯片電連接；

所述讀出電路用于從所述銦鎵砷光敏芯片讀取光電轉(zhuǎn)換信號。

較佳地，所述銦鎵砷線列探測器還包括互連層；所述互連層包括分別設(shè)置于所述銦鎵砷光敏芯片的下表面和所述讀出電路的上表面且一一對應(yīng)的電極組；

所述銦鎵砷光敏芯片和所述讀出電路通過所述互連層電連接。

較佳地，所述銦鎵砷光敏芯片的下表面覆蓋有鈍化膜層；

所述電極組包括設(shè)置于所述銦鎵砷光敏芯片下表面的電極凸塊，所述電極凸塊凸出于所述鈍化膜層。

較佳地，所述讀出電路還設(shè)置有若干外接電極，所述外接電極用于和外部接口電連接，以將所述光電轉(zhuǎn)換信號發(fā)送至外部。

較佳地，所述外接電極通過引線鍵合方式將所述光電轉(zhuǎn)換信號發(fā)送至所述外部接口。

較佳地，各行中的像元沿行方向等距排列，且相鄰行中的像元在行方向的錯位距離為同一行中相鄰像元的中心距的二分之一。

本發(fā)明還提供了一種基于銦鎵砷線列探測器的檢測方法，所述檢測方法包括步驟：

采用上述的銦鎵砷線列探測器對檢測對象進(jìn)行推掃式成像以得到成像數(shù)據(jù)，所述成像數(shù)據(jù)由所述銦鎵砷線列探測器的像元分別獲取的像元信號轉(zhuǎn)化得到；