CN110911520A - 碲镉汞红外探测器混成芯片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碲镉汞红外探测器混成芯片及其制备方法，所述方法包括：在芯片的背面沉积红外光透明层；在红外光透明层远离芯片的一侧沉积背面钝化层。采用本发明，通过在芯片表面与背面钝化层之间沉积一层红外光透明层，可以提升背面钝化层的附着力，提高背面钝化层的性能，从而可以提高红外探测器混成芯片的可靠性，进而可以提高红外探测器的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及红外探测器技术领域，尤其涉及一种碲镉汞红外探测器混成芯片及其制备方法。
背景技术
在红外探测器研制领域，碲镉汞红外焦平面探测器处于核心地位，随着技术发展，对红外探测器的分辨率、可靠性、抗干扰等方面具有更高要求，因此，提高碲镉汞红外探测器的可靠性是其发展的重要方向之一。
背照碲镉汞芯片完成互连填充工艺后，会在背面沉积一层钝化膜层，其作用一是增加进入吸收层的红外光子数，二是保护碲镉汞红外探测器吸收层材料表面不被损伤，三是增强红外探测器辐照寿命。
对于背照的红外探测器，使用ZnS材料作用其背面钝化膜层体系，ZnS膜层厚度通过光的折射率与波长的计算公式得出，以保证最大的光子数进入吸收层。ZnS膜层受晶格适配、热膨胀系数与内聚力等因素的影响，ZnS膜层与碲镉汞界面特性较差，且ZnS膜层在碲镉汞表面的附着力随冲击次数的增加而降低，进而影响碲镉汞红外探测器的使用寿命。
发明内容
本发明实施例提供一种碲镉汞红外探测器混成芯片及其制备方法，用以解决现有技术中芯片的背面钝化膜层的附着力差、背面钝化界面质量差的问题。
本发明实施例提出一种碲镉汞红外探测器混成芯片的制备方法，包括：
在芯片的背面沉积红外光透明层；
在所述红外光透明层远离所述芯片的一侧沉积背面钝化层。
根据本发明的一些实施例，所述红外光透明层为碲化镉CdTe膜层。
进一步的，所述红外光透明层的厚度h满足：
根据本发明的一些实施例，所述芯片为碲镉汞芯片。
根据本发明的一些实施例，所述背面钝化层为硫化锌ZnS膜层。
本发明实施例还提出一种碲镉汞红外探测器混成芯片，包括：
芯片，包括相对的正面和背面；
红外光透明层，铺设于所述背面；
背面钝化层，铺设于所述红外光透明层，所述背面钝化层与所述芯片分别位于所述红外光透明层的两侧。
根据本发明的一些实施例，所述红外光透明层为碲化镉CdTe膜层。
根据本发明的一些实施例，所述背面钝化层为硫化锌ZnS膜层。
根据本发明的一些实施例，所述碲镉汞红外探测器混成芯片，还包括：
电极，所述电极的一端与所述正面电连接；
读出电路板，与所述电极的另一端电连接。
本发明实施例还提出一种碲镉汞红外探测器，包括：
混成芯片，所述混成芯片为如上所述的碲镉汞红外探测器混成芯片。
采用本发明实施例，通过在芯片表面与背面钝化层之间沉积一层红外光透明层，可以提升背面钝化层的附着力，提高背面钝化层的性能，从而可以提高红外探测器混成芯片的可靠性，进而可以提高红外探测器的可靠性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例中碲镉汞红外探测器混成芯片的制备方法的流程图；
图2是本发明实施例中碲镉汞红外探测器混成芯片的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提出一种碲镉汞红外探测器混成芯片的制备方法，如图1所示，所述方法包括：
S1，在芯片的背面沉积红外光透明层；
S2，在红外光透明层远离芯片的一侧沉积背面钝化层。
需要说明的是，红外光透明层是一种与背面钝化层化学性质、晶格特性和热膨胀系数相近的膜层。红外光透明层与背面钝化层具有良好的附着力，红外光透明层与芯片也具备良好的附着力。
采用本发明实施例，通过在芯片表面与背面钝化层之间沉积一层红外光透明层，可以提升背面钝化层的附着力，提高背面钝化层的性能，从而可以提高红外探测器混成芯片的可靠性，进而可以提高红外探测器的可靠性。
在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。
根据本发明的一些实施例，红外光透明层为碲化镉CdTe膜层。
进一步的，红外光透明层的厚度h满足：
红外光透明层可以通过厚度控制特性波段红外光的反射率。
根据本发明的一些实施例，芯片为碲镉汞芯片。
根据本发明的一些实施例，背面钝化层为硫化锌ZnS膜层。
本发明实施例还提出一种碲镉汞红外探测器混成芯片1，如图2所示，所述混成芯片1包括：
芯片10，包括相对的正面和背面；
红外光透明层20，铺设于背面；
背面钝化层30，铺设于红外光透明层20，背面钝化层30与芯片10分别位于红外光透明层20的两侧。
采用本发明实施例，通过在芯片表面与背面钝化层之间沉积一层红外光透明层，可以提升背面钝化层的附着力，提高背面钝化层的性能，从而可以提高红外探测器混成芯片的可靠性，进而可以提高红外探测器的可靠性。
在上述实施例的基础上，进一步提出各变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在各变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。
根据本发明的一些实施例，红外光透明层20为碲化镉CdTe膜层。
进一步的，红外光透明层20的厚度h满足：
根据本发明的一些实施例，背面钝化层30为硫化锌ZnS膜层。
根据本发明的一些实施例，碲镉汞红外探测器混成芯片1，还包括：
电极40，电极40的一端与正面电连接；例如，电极40的一端与正面焊接。
读出电路板50，与电极40的另一端电连接。例如，电极40的另一端与读出电路板50焊接。
本发明实施例还提出一种碲镉汞红外探测器，包括：
混成芯片，所述混成芯片为如上所述的碲镉汞红外探测器混成芯片。
采用本发明实施例，通过在芯片表面与背面钝化层之间沉积一层红外光透明层，可以提升背面钝化层的附着力，提高背面钝化层的性能，从而可以提高红外探测器混成芯片的可靠性，进而可以提高红外探测器的可靠性。
下面以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的碲镉汞红外探测器混成芯片及其制备方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对本发明的具体限制。凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
相关技术中，对于背光照的碲镉汞红外探测器，通过背面沉积ZnS膜层的方式增加进行吸收层的红外光光子数目，ZnS膜层受晶格适配、热膨胀系数与内聚力等因素的影响，在碲镉汞表面沉积的ZnS膜层经过多次温度冲击后，ZnS膜层在碲镉汞表面的附着力降低，膜层脱落，降低了碲镉汞红外探测器的使用寿命。
为了改善碲镉汞红外探测器背面钝化层与碲镉汞芯片之间的附着力，提高碲镉汞红外探测器的可靠性，本发明实施例提供了一种碲镉汞红外探测器混成芯片及其制备方法，所述方法包括：
步骤1、对互连减薄工艺的碲镉汞红外探测器芯片进行背面清洗；
步骤2、对完成步骤1后的芯片的背面沉积CdTe膜层，膜层厚度在
之内；
步骤3、对完成步骤2后的芯片的CdTe膜层上沉积ZnS膜层。
CdTe膜层对红外光具有高透过性，CdTe膜层性质与碲镉汞芯片相似，CdTe膜层与碲镉汞芯片、ZnS膜层均有较好的附着力。
通过上述步骤后，可以制备形成碲镉汞红外探测器混成芯片，其纵向剖面图如图2所示。
通过在碲镉汞芯片的背面与背面钝化层ZnS膜层之间沉积一层CdTe膜层，可以提高碲镉汞红外探测器膜层可靠性。
需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种碲镉汞红外探测器混成芯片的制备方法，其特征在于，包括：
在芯片的背面沉积红外光透明层；
在所述红外光透明层远离所述芯片的一侧沉积背面钝化层。
2.如权利要求1所述的碲镉汞红外探测器混成芯片的制备方法，其特征在于，
所述红外光透明层为碲化镉CdTe膜层。
3.如权利要求1或2所述的碲镉汞红外探测器混成芯片的制备方法，其特征在于，
所述红外光透明层的厚度h满足：
4.如权利要求1所述的碲镉汞红外探测器混成芯片的制备方法，其特征在于，
所述芯片为碲镉汞芯片。
5.如权利要求1所述的碲镉汞红外探测器混成芯片的制备方法，其特征在于，
所述背面钝化层为硫化锌ZnS膜层。
6.一种碲镉汞红外探测器混成芯片，其特征在于，包括：
芯片，包括相对的正面和背面；
红外光透明层，铺设于所述背面；
背面钝化层，铺设于所述红外光透明层，所述背面钝化层与所述芯片分别位于所述红外光透明层的两侧。
7.如权利要求6所述的碲镉汞红外探测器混成芯片，其特征在于，所述红外光透明层为碲化镉CdTe膜层。
8.如权利要求6或7所述的碲镉汞红外探测器混成芯片，其特征在于，所述背面钝化层为硫化锌ZnS膜层。
9.如权利要求6所述的碲镉汞红外探测器混成芯片，其特征在于，还包括：
电极，所述电极的一端与所述正面电连接；
读出电路板，与所述电极的另一端电连接。
10.一种碲镉汞红外探测器，其特征在于，包括：
混成芯片，所述混成芯片为根据权利要求6-9中任意一项所述的碲镉汞红外探测器混成芯片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200324 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |