一種高像素紅外焦平面探測器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高像素紅外焦平面探測器及其制備方法，所述探測器包括相互連接的碲鎘汞外延片和讀出電路，所述讀出電路和碲鎘汞外延片表面制備有倒裝焊結(jié)構(gòu)，其中，碲鎘汞外延片表面還覆蓋有一層保護(hù)材料，保護(hù)材料可以選取填充膠或ZnS等，將碲鎘汞外延片覆蓋同時(shí)有露出了碲鎘汞外延片表面上的倒裝焊結(jié)構(gòu)，讀出電路和碲鎘汞外延片通過倒裝焊結(jié)構(gòu)連接。通過平坦化解決碲鎘汞外延片表面不平整性問題，提高了倒裝焊良率，同時(shí)避免了倒裝焊時(shí)不平導(dǎo)致的材料應(yīng)力。
【專利說明】
一種高像素紅外焦平面探測器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及及紅外焦平面探測領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種高像素紅外焦平面探測器及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于材料的特殊性質(zhì)及目前工藝的不夠成熟，與硅基技術(shù)相比，碲鎘汞外延片表面存在較大的不平整度。現(xiàn)有的碲鎘汞技術(shù)水平下，滿足lcm2的面積內(nèi)高度差小于Ium的外延良率非常低。表面不平整會(huì)帶來紅外焦平面器件制造的綁定失效問題，尤其對(duì)于高像素的探測器，其影響非常大，是導(dǎo)致倒裝焊良率低下的最主要原因之一。
[0003]與硅等材料相比，碲鎘汞材料不宜直接采用拋光的方法平坦化，否則會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷材料。因此一直以來材料的不平整度帶來的倒裝焊失效問題難以解決，一來影響器件制造良率，二來成為了高像素探測器制造的瓶頸。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，有必要針對(duì)上述問題，提供一種高像素紅外焦平面探測器及其制備方法，解決外延片表面不平整性問題，提高了倒裝焊良率，同時(shí)避免了倒裝焊時(shí)不平導(dǎo)致的材料應(yīng)力。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種高像素紅外平面探測器，包括碲鎘汞外延片和讀出電路，所述碲鎘汞外延片和讀出電路表面設(shè)有倒裝焊結(jié)構(gòu)，所述碲鎘汞外延片和讀出電路通過倒裝焊連接。
[0007]作為優(yōu)選的，所述碲鎘汞外延片表面還覆蓋有一層保護(hù)材料，所述碲鎘汞外延片上每個(gè)像元處的倒裝焊結(jié)構(gòu)透過保護(hù)材料裸露出來。
[0008]作為優(yōu)選的，在步驟S2中，所述保護(hù)材料為填充膠、ZnS等。
[0009]—種高像素紅外焦平面探測器的制備方法，包括以下步驟:
[0010]S1、在碲鎘汞外延片和讀出電路表面制備倒裝焊結(jié)構(gòu)；
[0011]S2、在制備好倒裝焊結(jié)構(gòu)的碲鎘汞外延片表面覆蓋一層保護(hù)材料；
[0012]S3、將步驟S2中的碲鎘汞外延片正面平坦化，直至露出所有的倒裝焊結(jié)構(gòu)；
[0013]S4、將讀出電路與碲鎘汞外延片倒裝焊。
[0014]作為優(yōu)選的，在步驟S2中，所述保護(hù)材料的厚度不低于倒裝焊結(jié)構(gòu)的高度。
[0015]作為優(yōu)選的，在步驟S2中，所述保護(hù)材料的的覆蓋方法包括旋涂、蒸發(fā)、濺射、低溫氣象沉淀等。
[0016]作為優(yōu)選的，所述步驟S3中，通過減薄或拋光的方式將碲鎘汞外延片正面平坦化。
[0017]作為優(yōu)選的，所述步驟S3中，平坦化后的碲鎘汞外延片的每個(gè)像元處的倒裝焊結(jié)構(gòu)透過保護(hù)膜裸露出來。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明解決了碲鎘汞外延片不平整導(dǎo)致的倒裝焊失效問題；同時(shí)因?yàn)槠教够?，外延片整個(gè)面陣倒裝焊結(jié)構(gòu)有相同高度，在與讀出電路綁定過程中外延材料受力均勻，可以避免應(yīng)力的引入，從而避免器件在高低溫沖擊下產(chǎn)生裂紋或破損。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的方法流程圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的倒裝焊結(jié)構(gòu)的碲鎘汞外延片的結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖4是本發(fā)明的覆蓋保護(hù)材料后的碲鎘汞外延片示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明平坦化后的碲鎘汞外延片示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種高像素紅外焦平面探測器及其制備方法作進(jìn)一步說明。
[0025]以下是本發(fā)明所述的一種高像素紅外焦平面探測器及其制備方法的最佳實(shí)例，并不因此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026]實(shí)施例1
[0027]圖1示出了一種高像素紅外焦平面探測器，其包括相互連接的碲鎘汞外延片I和讀出電路2，所述讀出電路2表面制備有第一倒裝焊結(jié)構(gòu)3，，碲鎘汞外延片I表面制備有與第一倒裝焊結(jié)構(gòu)3匹配的第二倒裝焊結(jié)構(gòu)5，其中，碲鎘汞外延片I表面還覆蓋有一層保護(hù)材料4，保護(hù)材料4可以選取填充膠或ZnS等，將碲鎘汞外延片I覆蓋同時(shí)有露出了碲鎘汞外延片I表面上的第二倒裝焊結(jié)構(gòu)5，讀出電路2和碲鎘汞外延片I通過第一倒裝焊結(jié)構(gòu)3和第二倒裝焊結(jié)構(gòu)5連接。
[0028]實(shí)施例2
[0029]本實(shí)施例中還提出了一種高像素紅外焦平面探測器的制備方法，用于制作實(shí)施例中的紅外焦平面探測器，如圖2所示，包括以下步驟:
[0030]S1、在碲鎘汞外延片和讀出電路表面制備倒裝焊結(jié)構(gòu)；
[0031 ] S2、在制備好倒裝焊結(jié)構(gòu)的碲鎘汞外延片表面覆蓋一層保護(hù)材料；
[0032]S3、將步驟S2中的碲鎘汞外延片正面平坦化，直至露出所有的倒裝焊結(jié)構(gòu)；
[0033]S4、將讀出電路與碲鎘汞外延片倒裝焊。
[0034]具體的，按現(xiàn)有的工藝技術(shù)，即光刻、鍍膜和剝離，在碲鎘汞外延片I上制備第二倒裝焊結(jié)構(gòu)5(如圖3所示)，在讀出電路2上制備出第一倒裝焊結(jié)構(gòu)3，然后通過旋涂的方法，在碲鎘汞外延片I表面涂覆一層厚度不低于第二倒裝焊結(jié)構(gòu)5的填充膠，并烘烤固化，獲得有保護(hù)材料4的碲鎘汞外延片1(如圖4所示)，再將得到的碲鎘汞外延片I通過減薄或者拋光的方法，將其正面保護(hù)材料4由較高的地方逐漸減薄，直至裸露出所有的第二倒裝焊結(jié)構(gòu)5，即獲得平坦化、帶倒裝焊結(jié)構(gòu)的碲鎘汞外延片1(如圖5所示)，最后將碲鎘汞外延片I與讀出電路2通過倒裝焊設(shè)備倒裝焊，即制備出如圖1所示的紅外焦平面探測器。
[0035]實(shí)施例3
[0036]本實(shí)施中，同樣包括步驟:
[0037]S1、在碲鎘汞外延片和讀出電路表面制備倒裝焊結(jié)構(gòu)；
[0038]S2、在制備好倒裝焊結(jié)構(gòu)的碲鎘汞外延片表面覆蓋一層保護(hù)材料；
[0039]S3、將步驟S2中的碲鎘汞外延片正面平坦化，直至露出所有的倒裝焊結(jié)構(gòu)；
[0040]S4、將讀出電路與碲鎘汞外延片倒裝焊。
[0041]具體的，按現(xiàn)有的工藝技術(shù)，即光刻、鍍膜和剝離，在碲鎘汞外延片I上制備出第二倒裝焊結(jié)構(gòu)5，以及讀出電路2上制備出第二倒裝焊結(jié)構(gòu)3。然后通過電子束蒸發(fā)的方法，在碲鎘汞外延片I表面沉積一層厚度不低于第二倒裝焊結(jié)構(gòu)的ZnS，獲得有保護(hù)材料4的碲鎘汞外延片I。將上述碲鎘汞外延片I通過減薄或者拋光的方法，將正面保護(hù)材料4由較高的地方逐漸減薄，直至裸露出所有的第二倒裝焊結(jié)構(gòu)5，即獲得平坦化的、帶第二倒裝焊結(jié)構(gòu)5的碲鎘汞外延片I。再將碲鎘汞外延片I與讀出電路2通過倒裝焊設(shè)備綁定，即制備出如圖1所示的紅外焦平面探測器。
[0042]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明解決了碲鎘汞外延片不平整導(dǎo)致的倒裝焊失效問題；同時(shí)因?yàn)槠教够?，外延片整個(gè)面陣倒裝焊結(jié)構(gòu)有相同高度，在與讀出電路綁定過程中外延材料受力均勻，可以避免應(yīng)力的引入，從而避免器件在高低溫沖擊下產(chǎn)生裂紋或破損。
[0043]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高像素紅外平面探測器，其特征在于，包括碲鎘汞外延片和讀出電路，所述碲鎘汞外延片和讀出電路表面設(shè)有倒裝焊結(jié)構(gòu)，所述碲鎘汞外延片和讀出電路通過倒裝焊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素紅外平面探測器，其特征在于，所述碲鎘汞外延片表面還覆蓋有一層保護(hù)材料，所述碲鎘汞外延片上每個(gè)像元處的倒裝焊結(jié)構(gòu)透過保護(hù)材料裸露出來。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素紅外平面探測器的制備方法，其特征在于，在步驟S2中，所述保護(hù)材料為填充膠、ZnS等。4.一種高像素紅外焦平面探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、在碲鎘汞外延片和讀出電路表面制備倒裝焊結(jié)構(gòu)； 52、在制備好倒裝焊結(jié)構(gòu)的碲鎘汞外延片表面覆蓋一層保護(hù)材料； 53、將步驟S2中的碲鎘汞外延片正面平坦化，直至露出所有的倒裝焊結(jié)構(gòu)； 54、將讀出電路與碲鎘汞外延片倒裝焊。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高像素紅外平面探測器的制備方法，其特征在于，在步驟S2中，所述保護(hù)材料的厚度不低于倒裝焊結(jié)構(gòu)的高度。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高像素紅外平面探測器的制備方法，其特征在于，在步驟S2中，所述保護(hù)材料的的覆蓋方法包括旋涂、蒸發(fā)、濺射、低溫氣象沉淀等。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高像素紅外平面探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，通過減薄或拋光的方式將碲鎘汞外延片正面平坦化。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高像素紅外平面探測器的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，平坦化后的碲鎘汞外延片的每個(gè)像元處的倒裝焊結(jié)構(gòu)透過保護(hù)膜裸露出來。
【文檔編號(hào)】H01L25/16GK105870097SQ201610204043
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】金迎春, 黃立, 周文洪, 劉斌, 姚柏文, 戴俊碧, 駱魯斌, 龔健
【申請(qǐng)人】武漢高芯科技有限公司