CN110310966A - 一种碲镉汞芯片及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种碲镉汞芯片及其加工方法，根据本发明的碲镉汞芯片，包括：碲镉汞层和电路层，碲镉汞层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面设有P型电极，第二表面设有N型电极，电路层与P型电极和N型电极均连接。根据本发明的碲镉汞芯片，通过将P型电极和N型电极分别设置在碲镉汞层的相对的第一表面和第二表面上，便于碲镉汞芯片的加工，且便于对碲镉汞芯片的检测和维修。而且，有利于提高电场的均匀性，降低响应率的非均匀性，从而提高了红外焦平面的探测性能。另外，大幅提高了探测器注入区面积及占空比，从而提高红外探测器的探测能力。
Description
技术领域
本发明涉及红外焦平面探测技术领域，尤其涉及一种碲镉汞芯片及其加工方法。
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，太空天文探测等领域。
碲镉汞红外探测器芯片是红外探测技术的代表产品之一。伴随技术的进步，为了提高碲镉汞红外探测器探测能力，需要探测器单个像元更大，面阵占空比更高。由于传统碲镉汞芯片构型限制，很难实现此类探测器芯片的制备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何提高碲镉汞芯片加工和维修的便利性，并提高碲镉汞芯片的性能。为此，本申请提出了一种碲镉汞芯片及其加工方法。
根据本发明实施例的碲镉汞芯片，包括：
碲镉汞层，所述碲镉汞层具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面设有P型电极，所述第二表面设有N型电极；
电路层，所述电路层与所述P型电极和所述N型电极均连接。
根据本发明实施例的碲镉汞芯片，通过将P型电极和N型电极分别设置在碲镉汞层的相对的第一表面和第二表面上，便于碲镉汞芯片的加工。而且，有利于提高电场的均匀性，降低响应率的非均匀性，减少噪音，减少串音，从而提高了红外焦平面的探测性能。而且，将P型电极设置在第一表面，碲镉汞层与电路层互连后，P型电极在碲镉汞芯片的上表面，便于对碲镉汞芯片的检测和维修。并且，通过将P型电极设在第一表面，可以使第二表面上无限制像元注入区尺寸的结构，大幅提高了探测器注入区面积及占空比，从而提高红外探测器的探测能力，提高探测器芯片环境适应性及可靠性。
根据本发明的一些实施例，所述电路层邻近所述第二表面设置，所述P型电极通过引线与所述电路层连接。
在本发明的一些实施例中，所述电路层与所述碲镉汞层间隔设置，所述电路层与所述N型电极通过铟柱连接。
根据本发明的一些实施例，所述电路层与所述碲镉汞层之间设有填充层。
在本发明的一些实施例中，所述P型电极的外表面设有增透膜。
根据本发明的一些实施例，所述P型电极被构造为网格状。
在本发明的一些实施例中，所述第二表面设有钝化层，所述N型电极的一端与所述第二表面连接，所述N型电极的另一端穿出至所述钝化层的外表面。
根据本发明实施例的碲镉汞芯片的加工方法，包括：
在碲镉汞层的第一表面设置P型电极，在碲镉汞层的第二表面设置N型电极；
在靠近所述第二表面的一侧设置电路层，并将所述P型电极通过引线与所述电路层连接，将所述N型电极通过铟柱与所述电路层连接；
在所述电路层与所述碲镉汞层之间填充填充层。
根据本发明实施例的碲镉汞芯片的加工方法，分别在碲镉汞芯片的第一表面和第二表面上加工P型电极和N型电极，工艺简单，操作方便，提高了碲镉汞芯片的良品率。而且，通过将P型电极和N型电极分别设置在碲镉汞层的第一表面和第二表面，有利于提高电场的均匀性，减少噪音，减少串音，从而提高了红外焦平面的探测性能。而且，便于对碲镉汞芯片的检测和维修。
根据本发明的一些实施例，所述在碲镉汞芯片的第一表面设置P型电极，包括：应用离子溅射的方式在所述第一表面进行金属层沉积，以形成所述P型电极。
在本发明的一些实施例中，还包括：在所述P型电极的外表面蒸镀增透膜。
附图说明
图1为根据本发明实施例的碲镉汞芯片的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的碲镉汞芯片的N型电极示意图；
图3为根据本发明实施例的P型电极示意图。
图4为根据本发明实施例的碲镉汞芯片的碲镉汞层剖视图。
图5为根据本发明实施例的碲镉汞芯片的加工方法流程图。
附图说明：
碲镉汞芯片100，碲镉汞层10，第一表面110，P型电极111，第二表面120，N型电极121，电路层20，引线210，铟柱30，钝化层40。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
如图1所示，根据本发明实施例的碲镉汞芯片100，包括：碲镉汞层10和电路层20。
具体而言，结合图1和图4所示，碲镉汞层10具有相对的第一表面110和第二表面120，第一表面110设有P型电极111，第二表面120设有N型电极121。
电路层20与P型电极111和N型电极121均连接。需要说明的是，电路层20可以读出电路，这里所述的“连接”可以理解为电连接。也就是说，电路层20与P型电极111和N型电极121均电连接。由此，电路层20可以读取碲镉汞层10接收的红外信息，以实现红外焦平面探测技术。
根据本发明实施例的碲镉汞芯片100，通过将P型电极111和N型电极121分别设置在碲镉汞层10的相对的第一表面110和第二表面120上，便于碲镉汞芯片100的加工。而且，有利于提高电场的均匀性，降低响应率的非均匀性，减少噪音，减少串音，从而提高了红外焦平面的探测性能。而且，将P型电极111设置在第一表面110，碲镉汞层10与电路层20互连后，P型电极111在碲镉汞芯片100的上表面，便于对碲镉汞芯片100的检测和维修。并且，通过将P型电极111设在第一表面110，可以使第二表面120上无限制像元注入区尺寸的结构，大幅提高了探测器注入区面积及占空比，从而提高红外探测器的探测能力，提高探测器芯片环境适应性及可靠性。
根据本发明的一些实施例，如图1所示，电路层20邻近第二表面120设置，P型电极111通过引线210与电路层20连接。需要说明的是，引线210可以是金线或其他具有导电功能的引线210。通过设置引线210，便于P型电极111与电路层20之间的连接。如图1所示，电路层20位于靠近第二表面120的一侧，位于第一表面110的P型电极111通过引线210与电路层20连接。引线210可以是一根，以便于电路的布局设置；引线210也可以为多根，以提高电路层20与P型电极111之间连接的稳定性。引线210可以采用柔性引线210，这里所述的柔性引线210，可以理解为引线210具有良好的柔韧性，可以进行弯折，以便于引线210的布局设置。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，电路层20与碲镉汞层10间可以隔设置，电路层20与N型电极121通过铟柱30连接。可以理解的是，铟柱30具有良好的导电性能，采用铟柱30连接N型电极121和电路层20，可以提高电路层20与N型电极121之间电连接的可靠性和稳定性。
结合图1和图2所示，碲镉汞层10的第二表面120间隔设置有多个N型电极121，多个N型电极121呈阵列式排布。电路层20靠近碲镉汞层10的第二表面120且与第二表面120间隔设置。每个N型电极121均通过一个铟柱30与电路层20连接。电路层20可以为PCB板或其他形式电路层20，在此不做限定，多个铟柱30可以起到固定连接电路层20和碲镉汞层10的作用。
根据本发明的一些实施例，电路层20与碲镉汞层10之间可以设有填充层。可以理解的是，电路层20与碲镉汞层10之间通过多个铟柱30连接形成间隔空隙。在电路层20与碲镉汞层10之间可以设置填充层，例如，可以注胶填充。由此，可以牢固地连接电路层20和碲镉汞层10。而且，填充层可以包裹铟柱30，起到良好的隔绝空气的效果，避免了铟柱30的氧化腐蚀，从而提高了碲镉汞芯片100工作的稳定性和可靠性。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，N型电极121具有连接孔，连接孔朝向碲镉汞层10的内部延伸。铟柱30的部分位于连接孔内，以与N型电极121连接。需要说明的是，铟柱30位于碲镉汞层10和电路层20之间，通过挤压可以将铟柱30的部分挤压进连接孔内。由此，可以增大铟柱30与N型电极121的接触面积，从而提高了电路层20与N型电极121连接的稳定性和可靠性。
在本发明的一些实施例中，P型电极111的外表面可以设有增透膜。例如，增透膜可以是硫化锌膜。通过在P型电极111的外表面设置增透膜，可以在P型电极111的外表面形成一层隔离保护膜，起到了隔绝空气的效果，有效避免了P型电极111的氧化腐蚀，而且，具有良好的防水、防尘效果，从而提高了碲镉汞芯片100性能的稳定性和可靠性。需要说明的是，增透膜可以覆盖整个第一表面110。
根据本发明的一些实施例，如图3所示，P型电极111可以被构造为网格状。需要说明的是，结合图2和图3所示，碲镉汞层10可以设置有矩阵排列的多个像元，用于接收红外光线。通过将P型电极111设置为网格状，可以有效避免P型电极111遮挡像元。另外，P型电极111可以分割入射的红外光线，将红外光线分割成网格状射入对应的像元上。由此，有利于降低噪音干扰，提高成像效果。网格状的P型电极111中每个小网格的尺寸可以根据像元的尺寸进行相应设置。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，第二表面120可以设有钝化层40，N型电极121的一端与第二表面120连接，N型电极121的另一端穿出至钝化层40的外表面。需要说明的是，通过设置钝化层40，可以起到防止空气及其他因素对碲镉汞层10产生影响的作用，从而有利于提高碲镉汞芯片100的可靠性。而且，钝化层40可以起到保护碲镉汞层10的作用。在本发明的一些实施例中，钝化层40可以采用硫化锌材质。
如图5所示，根据本发明实施例的碲镉汞芯片100的加工方法，包括：
S101：在碲镉汞层10的第一表面110设置P型电极111，在碲镉汞层10的第二表面120设置N型电极121。结合图2和图3所示，在碲镉汞层10的第一表面110设置网格状的P型电极111，P型电极111的尺寸根据像元注入区的尺寸进行相应设计。在第二表面120设置阵列排布的多个N型电极121。
S102：在靠近第二表面120的一侧设置电路层20，并将P型电极111通过引线210与电路层20连接，将N型电极121通过铟柱30与电路层20连接。
S103：在电路层20与碲镉汞层10之间填充填充层。例如，可以在碲镉汞层10与电路层20连接后，在碲镉汞层10与电路层20之间进行灌胶。
根据本发明实施例的碲镉汞芯片100的加工方法，分别在碲镉汞芯片100的第一表面110和第二表面120上加工P型电极111和N型电极121，工艺简单，操作方便，提高了碲镉汞芯片100的良品率。而且，通过将P型电极111和N型电极121分别设置在碲镉汞层10的第一表面110和第二表面120，有利于提高电场的均匀性，减少噪音，减少串音，从而提高了红外焦平面的探测性能。而且，便于对碲镉汞芯片100的检测和维修。
根据本发明的一些实施例，在碲镉汞芯片100的第一表面110设置P型电极111，包括：应用离子溅射的方式在第一表面110进行金属层沉积，以形成P型电极111。采用离子溅射工艺可以在第一表面110形成粘附性良好的P型电极111，有效提高了P型电极111附着于第一表面110的牢固性和可靠性。
在本发明的一些实施例中，碲镉汞芯片100的加工方法还可以包括：在P型电极111的外表面蒸镀增透膜。可以理解的是，通过在P型电极111的外表面蒸镀增透膜，可以在P型电极111的外表面形成保护膜，从而可以隔绝空气保护电极金属，有效避免了P型电极111被腐蚀损坏，提高了碲镉汞芯片100的性能稳定性。
需要说明的是，在加工碲镉汞芯片100时，在碲镉汞层10与电路层20互连完成并进行灌胶减薄后，碲镉汞层10的第一表面110裸露，直接应用离子溅射的方式进行电极金属层沉积，根据碲镉汞层10像元注入区中心间距设计P型电极111尺寸，再经过光刻后湿法腐蚀完成P型电极111制备，并通过金线与电路层20连通。最后在碲镉汞芯片100的第一表面110蒸镀增透膜，完成碲镉汞芯片100的制备。
本发明提出的碲镉汞芯片100，有效克服了传统碲镉汞芯片将N型电极和P型电极放置在芯片同一表面，导致P型电极过多的占用了芯片可用面积，并且由于P型接触孔的存在，进一步限制了芯片注入区的尺寸的问题，提高了碲镉汞芯片100的整体性能。
通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
Claims (10)
1.一种碲镉汞芯片，其特征在于，包括：
碲镉汞层，所述碲镉汞层具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面设有P型电极，所述第二表面设有N型电极；
电路层，所述电路层与所述P型电极和所述N型电极均连接。
2.根据权利要求1所述的碲镉汞芯片，其特征在于，所述电路层邻近所述第二表面设置，所述P型电极通过引线与所述电路层连接。
3.根据权利要求1或2所述的碲镉汞芯片，其特征在于，所述电路层与所述碲镉汞层间隔设置，所述电路层与所述N型电极通过铟柱连接。
4.根据权利要求3所述的碲镉汞芯片，其特征在于，所述电路层与所述碲镉汞层之间设有填充层。
5.根据权利要求1所述的碲镉汞芯片，其特征在于，所述P型电极的外表面设有增透膜。
6.根据权利要求1所述的碲镉汞芯片，其特征在于，所述P型电极被构造为网格状。
7.根据权利要求1所述的碲镉汞芯片，其特征在于，所述第二表面设有钝化层，所述N型电极的一端与所述第二表面连接，所述N型电极的另一端穿出至所述钝化层的外表面。
8.一种碲镉汞芯片的加工方法，其特征在于，包括：
在碲镉汞层的第一表面设置P型电极，在碲镉汞层的第二表面设置N型电极；
在靠近所述第二表面的一侧设置电路层，并将所述P型电极通过引线与所述电路层连接，将所述N型电极通过铟柱与所述电路层连接；
在所述电路层与所述碲镉汞层之间填充填充层。
9.根据权利要求8所述的碲镉汞芯片的加工方法，其特征在于，所述在碲镉汞芯片的第一表面设置P型电极，包括：
应用离子溅射的方式在所述第一表面进行金属层沉积，以形成所述P型电极。
10.根据权利要求8或9所述的碲镉汞芯片的加工方法，其特征在于，还包括：
在所述P型电极的外表面蒸镀增透膜。
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