[发明专利]碲镉汞焦平面探测器芯片的应力释放方法及碲镉汞焦平面探测器芯片

说明书

技术领域

本发明涉及红外探测器技术领域，尤其涉及一种大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片的应力释放方法及碲镉汞焦平面探测器芯片。

背景技术

红外焦平面探测技术具有光谱响应波段宽、可获得更多地面目标信息、能昼夜工作等显著优点，广泛应用于预警探测、情报侦察、毁伤效果评估以及农牧业、森林资源的调查、开发和管理、气象预报、地热分布、地震、火山活动，太空天文探测领域。

大面阵凝视型焦平面探测器通常是指芯片像素数目达到百万甚至千万的探测器，常用于宇航领域。探测器核心部件包括碲镉汞芯片和硅集成电路，二者通过In柱和环氧胶实现互连，构成探测器混成芯片。

红外探测器通常工作于低温(液氮温度，77K)下，开机关机过程会经历77K到环境温度的温度冲击。由于形成探测器的各种材料之间的热膨胀系数不同，因此开关机带来的温度冲击会产生较大的热应力。通常，采用碲镉汞芯片衬底减薄的方法来减小应力，避免芯片碎裂。

但是宇航用大面阵凝视型红外探测器芯片面积较大，应力随之增加，衬底减薄能够实现一部分应力释放，但是温度冲击后仍然会导致芯片碎裂，这说明芯片上依然有残余应力未得到释放。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片的应力释放方法，用以解决现有技术大面阵凝视型红外探测器芯片易碎裂的问题。

为解决上述问题，本发明主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片的应力释放方法，该方法包括：通过接触式光刻，在碲镉汞膜层上形成均匀分布的浅槽图形；通过电感耦合等离子体工艺刻蚀带有光刻图形的碲镉汞薄膜；通过电感耦合等离子体工艺刻蚀碲镉汞，形成浅槽。

进一步地，所述浅槽的深度小于吸收层厚度。

进一步地，所述浅槽为十字形。

进一步地，所述浅槽介于某两个N形区域之间。

进一步地，所述浅槽的宽度小于像元间隔宽度。

本发明实施例还提供了一种大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片，该芯片为采用上述任意一项所述的方法制备得到。

本发明有益效果如下：

本发明通过在大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片上刻蚀浅槽，通过隔离槽将大面阵芯片“分割”为多个小面阵区域，小面阵的面积变小，应力降低；同时可以随浅沟槽自由伸缩释放应力，避免芯片碎裂。该技术的关键点在于，精确控制隔离槽位置，避免吸收层在像元间分布不均匀导致器件响应不均匀；降低刻蚀浅槽的损伤，避免在吸收层中引入反型层降低器件性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是本发明实施例的一种大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片的应力释放方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片的示意图；

图3是本发明实施例的浅槽的结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。

本发明实施例提供了一种大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片的应力释放方法，参见图1，该方法包括：

S101、通过接触式光刻，在碲镉汞膜层上形成均匀分布的浅槽图形；

S102、通过电感耦合等离子体工艺刻蚀带有光刻图形的碲镉汞薄膜；

S103、通过电感耦合等离子体工艺刻蚀碲镉汞，形成浅槽。

也就是说，本发明通过在大面阵凝视型碲镉汞焦平面探测器芯片上刻蚀浅槽，通过隔离槽将大面阵芯片“分割”为多个小面阵区域，小面阵的面积变小，应力降低；同时可以随浅沟槽自由伸缩释放应力，避免芯片碎裂。该技术的关键点在于，精确控制隔离槽位置，避免吸收层在像元间分布不均匀导致器件响应不均匀；降低刻蚀浅槽的损伤，避免在吸收层中引入反型层降低器件性能。

本发明实施例所述浅槽的深度小于吸收层厚度，述浅槽为十字形，浅槽介于某两个N形区域之间，浅槽的宽度小于像元间隔宽度。