一種高像素紅外焦平面探測(cè)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(cè)器及其制備方法,所述探測(cè)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(guò)倒裝焊結(jié)構(gòu)連接。通過(guò)平坦化解決碲鎘汞外延片表面不平整性問(wèn)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(shuō)明】
一種高像素紅外焦平面探測(cè)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(cè)領(lǐng)域,更具體的說(shuō),是涉及一種高像素紅外焦平面探測(cè)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?,F(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(lái)紅外焦平面器件制造的綁定失效問(wèn)題,尤其對(duì)于高像素的探測(cè)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(lái)材料的不平整度帶來(lái)的倒裝焊失效問(wèn)題難以解決,一來(lái)影響器件制造良率,二來(lái)成為了高像素探測(cè)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(wèn)題,提供一種高像素紅外焦平面探測(cè)器及其制備方法,解決外延片表面不平整性問(wèn)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(cè)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(guò)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(guò)保護(hù)材料裸露出來(lái)。
[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(cè)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(guò)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(guò)保護(hù)膜裸露出來(lái)。
[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(wèn)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(guò)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(shuō)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(cè)器及其制備方法作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]以下是本發(fā)明所述的一種高像素紅外焦平面探測(cè)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(cè)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(guò)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(cè)器的制備方法,用于制作實(shí)施例中的紅外焦平面探測(cè)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(guò)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(guò)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(guò)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(cè)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(guò)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(guò)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(guò)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(cè)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(wèn)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(guò)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(lái)說(shuō),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(cè)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(guò)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(cè)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(guò)保護(hù)材料裸露出來(lái)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高像素紅外平面探測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)器的制備方法,其特征在于,所述步驟S3中,通過(guò)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(cè)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(guò)保護(hù)膜裸露出來(lái)。
【文檔編號(hào)】H01L25/16GK105870097SQ201610204043
【公開(kāi)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