CN117080305A - 一种叠层式三色探测器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及红外探测器领域，特别是涉及一种叠层式三色探测器及其制造方法，通过在第一衬底上依次生长第一缓冲层、中波层、第二缓冲层及长波层，得到双色探测器前驱体；在所述双色探测器的长波层所在的正面设置钝化层；在所述钝化层上对应的预设位置设置一类孔洞、二类孔洞及三类孔洞；去除所述第一衬底，得到双色探测器素体，所述三类孔洞贯穿所述双色探测器素体；通过第一金属连接柱将所述双色探测器素体的正面上的孔洞与读出电路电连接并固定连接；将预制的短波红外探测器上的电极与所述双色探测器素体的背面的第三孔洞通过第二金属连接柱电连接并固定连接，得到叠层式三色探测器。本发明有效提高光刻精度，降低光刻难度，无需额外的固定结构。
Description
技术领域
本发明涉及红外探测器领域，特别是涉及一种叠层式三色探测器及其制造方法。
背景技术
随着红外技术应用领域的不断扩展，红外探测器制造技术随之不断提升，对复杂目标的精确识别能力衍生了双色，多色探测器技术的发展需求。多色红外探测器可以吸收多种波段辐射信息，并进行处理，多色红外探测器的发展大大提高了系统的抗干扰和目标识别能力。常规三色探测器结构如图1所示，三波段的探测层结构呈上中下三个台阶，而三个台阶都需要进行相关图形的光刻工艺。
现有技术中大多数设计三层台阶的制造加工，工艺难度较大，同时光刻工艺的图形难以保证质量，尤其是当前红外制造领域大多使用接近接触式光刻机的情况下。
因此，如何降低多色红外探测器的生产工艺难度，提升光刻质量，就成了现有技术中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种叠层式三色探测器及其制造方法，以解决现有技术中多色红外探测器光刻质量差，生产工艺复杂，成品良率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种叠层式三色探测器的制造方法，包括：
在第一衬底上依次生长第一缓冲层、中波层、第二缓冲层及长波层，得到双色探测器前驱体；
在所述双色探测器的长波层所在的正面设置钝化层；
在所述钝化层上对应的预设位置设置一类孔洞、二类孔洞及三类孔洞；其中，所述一类孔洞贯通至所述长波层，且所述一类孔洞的侧壁设置有第一金属层，所述二类孔洞贯通至所述中波层，且所述二类孔洞的侧壁设置有第二金属层，且所述第二金属层与所述长波层之间设置有第一绝缘层，所述三类孔洞贯通至所述第一衬底，且所述三类孔洞的侧壁设置有第三金属层，且所述第三金属层与所述长波层及所述中波层之间设置有第二绝缘层；
去除所述第一衬底，得到双色探测器素体，所述三类孔洞贯穿所述双色探测器素体；
通过第一金属连接柱将所述双色探测器素体的正面上的孔洞与读出电路电连接并固定连接；
将预制的短波红外探测器上的电极与所述双色探测器素体的背面的第三孔洞通过第二金属连接柱电连接并固定连接，得到叠层式三色探测器。
可选地，在所述的叠层式三色探测器的制造方法中，所述在所述钝化层上对应的预设位置设置一类孔洞、二类孔洞及三类孔洞包括：
在所述钝化层预设的第一位置设置贯穿所述长波层的一类孔洞，在所述钝化层预设的第二位置设置贯穿所述长波层的二类孔洞，得到金属化前驱体；
对所述金属化前驱体设置钝化层的表面进行光刻开孔，暴露所述二类孔洞，并在所述二类孔洞的侧壁设置第一绝缘层；
对设置过所述第一绝缘层的金属化前驱体设置钝化层的表面再次光刻开孔，暴露所述二类孔洞，并继续刻蚀使所述二类孔洞至所述中波层；
在所述一类孔洞的侧壁设置第一金属层，在所述二类孔洞的侧壁设置第二金属层；
在所述钝化层预设的第三位置设置贯通至所述第一衬底的三类孔洞；
对设置过所述三类孔洞的钝化层的表面进行光刻开孔，暴露所述三类孔洞，并在所述三类孔洞的侧壁依次设置第二绝缘层与第三金属层。
可选地，在所述的叠层式三色探测器的制造方法中，所述第一绝缘层及所述第二绝缘层与所述钝化层材料相同。
可选地，在所述的叠层式三色探测器的制造方法中，所述第一金属层、所述第二金属层、所述第三金属层、所述第一绝缘层及所述第二绝缘层中的至少一个为通过沉积剥离设置的层。
可选地，在所述的叠层式三色探测器的制造方法中，所述短波红外探测器为硅基衬底的探测器。
可选地，在所述的叠层式三色探测器的制造方法中，所述读出电路为硅读出电路。
可选地，在所述的叠层式三色探测器的制造方法中，在通过第一金属连接柱将所述双色探测器素体的正面上的孔洞与读出电路电连接并固定连接之后，还包括：
在所述读出电路与所述双色探测器素体之间的空隙中设置填充胶层包围所述第一金属连接柱。
可选地，在所述的叠层式三色探测器的制造方法中，所述第一金属连接柱和/或所述第二金属连接柱是铟柱。
可选地，在所述的叠层式三色探测器的制造方法中，所述一类孔洞、二类孔洞及三类孔洞中的至少一种为通过离子铣刻蚀得到的通孔。
一种叠层式三色探测器，所述叠层式三色探测器为通过如上述任一种所述的叠层式三色探测器的制造方法得到的探测器。
本发明所提供的一种叠层式三色探测器的制造方法，通过在第一衬底上依次生长第一缓冲层、中波层、第二缓冲层及长波层，得到双色探测器前驱体；在所述双色探测器的长波层所在的正面设置钝化层；在所述钝化层上对应的预设位置设置一类孔洞、二类孔洞及三类孔洞；其中，所述一类孔洞贯通至所述长波层，且所述一类孔洞的侧壁设置有第一金属层，所述二类孔洞贯通至所述中波层，且所述二类孔洞的侧壁设置有第二金属层，且所述第二金属层与所述长波层之间设置有第一绝缘层，所述三类孔洞贯通至所述第一衬底，且所述三类孔洞的侧壁设置有第三金属层，且所述第三金属层与所述长波层及所述中波层之间设置有第二绝缘层；去除所述第一衬底，得到双色探测器素体，所述三类孔洞贯穿所述双色探测器素体；通过第一金属连接柱将所述双色探测器素体的正面上的孔洞与读出电路电连接并固定连接；将预制的短波红外探测器上的电极与所述双色探测器素体的背面的第三孔洞通过第二金属连接柱电连接并固定连接，得到叠层式三色探测器。
本发明通过三种不同的孔洞，实现三个波长的层的电连接，避免了台阶结构，使光刻步骤集中在了同一平面上，有效提高光刻精度，降低光刻难度，且通过金属连接柱一并实现了不同结构之间的电连接与固定连接，无需额外的固定结构，降低了对红外信号的遮挡与吸收，同时，借助金属连接柱在两个平面间实现了所述双色探测器素体与所述读出电路之间、所述双色探测器素体与所述短波红外探测器之间的互联，提升了金属连接柱的可靠性。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的叠层式三色探测器。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中三色红外探测器的一种具体实施方方式的结构示意图；
图2为本发明提供的叠层式三色探测器的制造方法的一种具体实施方式的流程示意图；
图3至图12为本发明提供的叠层式三色探测器的制造方法的一种具体实施方式中各个步骤的工艺流程图；
图13为本发明提供的叠层式三色探测器的制造方法的另一种具体实施方式的流程示意图。
图中，包括100-第一衬底，200-第一缓冲层，300-中波层，400-第二缓冲层，500-长波层，600-钝化层，110-一类孔洞，111-第一金属层，120-二类孔洞，121-第二金属层，122-第一绝缘层，130-三类孔洞，131-第三金属层，132-第二绝缘层，700-读出电路，710-第一金属连接层，720-填充胶层，800-短波红外探测器，810-第二金属连接层，820-第二衬底，830-短波光敏层，840-电极。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种叠层式三色探测器的制造方法，其一种具体实施方式的流程示意图如图2所示，称其为具体实施方式一，包括：
S101：在第一衬底100上依次生长第一缓冲层200、中波层300、第二缓冲层400及长波层500，得到双色探测器前驱体。
所述双色探测器上的外延层可以通过分子数外延或者液相外延法制得，当然，也可根据不同的实际需要选用其他方法。所述双色探测器前驱体的结构示意图请见图3。
优选地，所述第一衬底100为碲锌镉衬底，技术成熟，界面性能好。
作为一种优选实施方式，所述第一缓冲层200与所述第二缓冲层400材料相同。可大大简化工艺，提升界面接触性能。
S102：在所述双色探测器的长波层500所在的正面设置钝化层600。
需要注意的是，所述双色探测器的正面指的是设置所述钝化层600的表面。设置所述钝化层600后的双色探测器前驱体的结构示意图请见图4。
所述钝化层600可以通过蒸发或溅射的方式设置，所述钝化层600的材料包括碲化镉或硫化锌中的至少一种。
S103：在所述钝化层600上对应的预设位置设置一类孔洞110、二类孔洞120及三类孔洞130；其中，所述一类孔洞110贯通至所述长波层500，且所述一类孔洞110的侧壁设置有第一金属层111，所述二类孔洞120贯通至所述中波层300，且所述二类孔洞120的侧壁设置有第二金属层121，且所述第二金属层121与所述长波层500之间设置有第一绝缘层122，所述三类孔洞130贯通至所述第一衬底100，且所述三类孔洞130的侧壁设置有第三金属层131，且所述第三金属层131与所述长波层500及所述中波层300之间设置有第二绝缘层132。
所述一类孔洞110、所述二类孔洞120及所述三类孔洞130均为复数个孔洞，按照一定规律设置在所述双色探测器前驱体设置所述钝化层600表面的不同位置，请参考图5，图5为三种通孔在钝化层600上分布的一种具体实施方式的示意图。
根据本步骤中的描述，可知所述一类孔洞110对应所述长波层500，具体的，设置于所述一类孔洞110侧壁上的第一金属层111将所述长波层500的电信号引至所述双色探测器前驱体的表面方便后续与其他电器元件的电连接；所述二类孔洞120对应所述中波层300，具体的，设置于所述二类孔洞120侧壁上的第二金属层121将所述中波层300的电信号引至所述双色探测器前驱体的表面方便后续与其他电器元件的电连接，而需要注意的是，所述二类孔洞120要接触所述中波层300，就势必会经过所述长波层500，因此，需要在所述二类孔洞120的侧壁上所述长波层500暴露的位置先设置所述第一绝缘层122，再在侧壁上设置所述第二金属层121；相应地，所述三类孔洞130负责穿透所述双色探测器前驱体，与之后会与所述双色探测器前驱体合并的短波红外探测器800连接，则同样地，需要先将所述三类孔洞130的侧壁上暴露的长波层500与中波层300都用所述第二绝缘层132封住，再设置所述第三金属层131实现所述双色探测器前驱体正反两面的电连接。三种孔洞在所述双色探测器前驱体内的结构截面图如图6所示，图6中只画出了孔洞，对每种孔洞内侧壁上的层并没有详细表示。
所述第一金属层111、所述第二金属层121及所述第三金属层131为金属铬层或金属金层中的至少一种。
优选地，所述第一绝缘层122及所述第二绝缘层132与所述钝化层600材料相同。所述钝化层600本身即为绝缘层，将所述第一绝缘层122及所述第二绝缘层132的材料设置为与所述钝化层600相同，可以看作是第一绝缘层122向下延伸至孔洞内覆盖了并非设计目标的层，不仅简化了生产工艺，同时，所述钝化层600通常为与其余外延层晶格相近的层，拥有较好的接触性能，减少外延层的缺陷，提升器件性能。
作为一种具体实施方式，本步骤包括：
A1：在所述钝化层600预设的第一位置设置贯穿所述长波层500的一类孔洞110，在所述钝化层600预设的第二位置设置贯穿所述长波层500的二类孔洞120，得到金属化前驱体。
两种孔洞均完全穿过所述长波层500，底面暴露出所述第二缓冲层400。可借助光刻工艺实现对两种孔洞在特定位置的开设。
A2：对所述金属化前驱体设置钝化层600的表面进行光刻开孔，暴露所述二类孔洞120，并在所述二类孔洞120的侧壁设置第一绝缘层122。
在本步骤中的光刻开孔，指的是在所述金属化前驱体表面铺设光刻胶层并暴露特定区域，以便对特定位置进行操作，同时所述光刻胶曾作为其他位置的保护层避免被干扰，如本步骤中，光刻胶层就覆盖了除所述二类孔洞120之外的其他区域，暴露所述二类孔洞120，方便对孔洞内通过沉积或溅射或其他方式设置所述第一绝缘层122，设置完成后，去除所述光刻胶层，仅留下所述二类孔洞120侧壁上的第一绝缘层122，后续的光刻开孔方式与工艺流程与本步骤中类似，仅暴露的对象不同，因此之后不再进行额外说明。
在本具体实施方式中，由于步骤A2中即需要对所述二类孔洞120中对应的长波层500进行隔离，因此，需要在本步骤之前，将所述二类孔洞120中与所述长波层500接触的部分完全暴露，避免在A1中没有打穿所述长波层500，后续继续刻蚀所述二类孔洞120时，又有新的长波层500暴露出来，所述第二金属层121与所述长波层500意外接触导致测量不准的问题。
换言之，为了方便设置，本具体实施方式中将一类孔洞110的开设与二类孔洞120前半部分的开设一同完成，导致所述一类孔洞110也刻蚀穿透了所述长波层500，而在实际操作中，可以先单独完成所述一类孔洞110的刻蚀，此时所述一类孔洞110可以完全刻穿所述长波层500，也可以不刻穿所述长波层500。
A3：对设置过所述第一绝缘层122的金属化前驱体设置钝化层600的表面再次光刻开孔，暴露所述二类孔洞120，并继续刻蚀使所述二类孔洞120至所述中波层300。
本步骤中所述二类孔洞120可以继续刻穿所述中波层300，也可以不刻穿所述中波层300，可根据实际需要自行选择，对应的局部截面示意图如图7所示，图7中所述中波层300被所述二类孔洞120完全刻穿。
A4：在所述一类孔洞110的侧壁设置第一金属层111，在所述二类孔洞120的侧壁设置第二金属层121。
优选地，本步骤中的金属层的设置也可为借助光刻开孔技术设置的金属层，对应的局部截面示意图如图8所示。
A5：在所述钝化层600预设的第三位置设置贯通至所述第一衬底100的三类孔洞130。
需要注意的是，所述三类孔洞130可以是在设置所述第二金属层121之后刻蚀的，也可以是先于所述一类孔洞110、所述二类孔洞120刻蚀的，所述三类孔洞130的设置时间不影响工艺的进行，如图7所示的具体实施方式中，在步骤A3之前，即完成了所述三类孔洞130的设置。
A6：对设置过所述三类孔洞130的钝化层600的表面进行光刻开孔，暴露所述三类孔洞130，并在所述三类孔洞130的侧壁依次设置第二绝缘层132与第三金属层131。
所述第二绝缘层132及所述第三金属层131的设置手段可参考前文，在此不再赘述，对应的局部截面示意图如图9所示。
作为一种优选实施方式，所述一类孔洞110、二类孔洞120及三类孔洞130中的至少一种为通过离子铣刻蚀得到的通孔。离子铣刻蚀精度高，具有很强的方向性，导致通过离子铣刻蚀得到的孔洞深宽比较大，适合本发明的应用场景，提高了器件铺设密度，缩小了器件的空间占用，有利于器件的小型化。
作为一种优选实施方式，所述第一金属层111、所述第二金属层121、所述第三金属层131、所述第一绝缘层122及所述第二绝缘层132中的至少一个为通过沉积剥离设置的层。沉积剥离技术成熟，不需要太高的操作精度，可对所述双色探测器前驱体进行整面操作，对设备要求低，成品良率高，当然，也可根据实际情况选择其他合适的方法，本发明在此不作限定。
另外，在设置所述第一金属层111、第二金属层121及第三金属层131之前，需要确保对应的孔洞内无光刻胶残留。
S104：去除所述第一衬底100，得到双色探测器素体，所述三类孔洞130贯穿所述双色探测器素体。
具体地，采用点胶减薄技术将所述第一沉底去除。点胶减薄精度高，易操作，对设备要求较低。
S105：通过第一金属连接柱710将所述双色探测器素体的正面上的孔洞与读出电路700电连接并固定连接。
在本步骤中，将所述双色探测器素体倒装，并在正面连接所述读出电路700，可参考图10，由于所述一类孔洞110、所述二类孔洞120及所述三类孔洞130实际承担了导电线路的功能，且与对应的探测材料层一一对应，因此所述金属连接柱也应与各个孔洞一一对应。
优选地，在本步骤之后，还包括：
在所述读出电路700与所述双色探测器素体之间的空隙中设置填充胶层720包围所述第一金属连接柱710。
也请参考图10，将利用填充胶层720将所述第一金属连接柱710包裹之后，可赋予所述双色探测器素体与所述读出电路700之间更好的连接稳定性，同时，所述填充胶层720下方没有探测对应波长红外线的结构层，因此所述填充胶层720即便对红外线有一定的吸收作用也不会影响传感器的测量结果。具体地，所述填充胶层720可为环氧树脂层，所述环氧树脂层具有较高的结构强度与粘滞性，内部不易产生气泡导致局部应力集中。
S106：将预制的短波红外探测器800上的电极840与所述双色探测器素体的背面的第三孔洞通过第二金属连接柱810电连接并固定连接，得到叠层式三色探测器。
图11为所述短波红外探测器800的一种具体实施方式的结构示意图，在实际生产中，所述短波红外探测器800可为另行购买的，也可为提前制备的，其生产技术在此不再赘述，其结构为第二衬底820加上单层短波光敏层830，所述短波光敏层830上设置有对应的电极840，图12为通过所述第二金属连接柱810将所述短波红外探测器800与所述双色探测器素体固定到一起，最终得到的叠层式三色探测器的结构示意图。
优选地，所述第一金属连接柱710和/或所述第二金属连接柱810是铟柱。金属铟电学性能好，且与目前红外探测器常用的碲锌镉基器件连接性能较好，且设置成铟柱之后有较高的结构强度，可作为结构连接件将本发明中的三个独立结构互相连接，节省了结构连接件。
本发明所提供的一种叠层式三色探测器的制造方法，通过在第一衬底100上依次生长第一缓冲层200、中波层300、第二缓冲层400及长波层500，得到双色探测器前驱体；在所述双色探测器的长波层500所在的正面设置钝化层600；在所述钝化层600上对应的预设位置设置一类孔洞110、二类孔洞120及三类孔洞130；其中，所述一类孔洞110贯通至所述长波层500，且所述一类孔洞110的侧壁设置有第一金属层111，所述二类孔洞120贯通至所述中波层300，且所述二类孔洞120的侧壁设置有第二金属层121，且所述第二金属层121与所述长波层500之间设置有第一绝缘层122，所述三类孔洞130贯通至所述第一衬底100，且所述三类孔洞130的侧壁设置有第三金属层131，且所述第三金属层131与所述长波层500及所述中波层300之间设置有第二绝缘层132；去除所述第一衬底100，得到双色探测器素体，所述三类孔洞130贯穿所述双色探测器素体；通过第一金属连接柱710将所述双色探测器素体的正面上的孔洞与读出电路700电连接并固定连接；将预制的短波红外探测器800上的电极840与所述双色探测器素体的背面的第三孔洞通过第二金属连接柱810电连接并固定连接，得到叠层式三色探测器。本发明通过三种不同的孔洞，实现三个波长的层的电连接，避免了台阶结构，使光刻步骤集中在了同一平面上，有效提高光刻精度，降低光刻难度，且通过金属连接柱一并实现了不同结构之间的电连接与固定连接，无需额外的固定结构，降低了对红外信号的遮挡与吸收，同时，借助金属连接柱在两个平面间实现了所述双色探测器素体与所述读出电路700之间、所述双色探测器素体与所述短波红外探测器800之间的互联，提升了金属连接柱的可靠性。
在具体实施方式一的基础上，进一步对所述短波红外探测器800的结构做相应改进，得到具体实施方式二，其流程示意图如图13所示，包括：
S201：在第一衬底100上依次生长第一缓冲层200、中波层300、第二缓冲层400及长波层500，得到双色探测器前驱体。
S202：在所述双色探测器的长波层500所在的正面设置钝化层600。
S203：在所述钝化层600上对应的预设位置设置一类孔洞110、二类孔洞120及三类孔洞130；其中，所述一类孔洞110贯通至所述长波层500，且所述一类孔洞110的侧壁设置有第一金属层111，所述二类孔洞120贯通至所述中波层300，且所述二类孔洞120的侧壁设置有第二金属层121，且所述第二金属层121与所述长波层500之间设置有第一绝缘层122，所述三类孔洞130贯通至所述第一衬底100，且所述三类孔洞130的侧壁设置有第三金属层131，且所述第三金属层131与所述长波层500及所述中波层300之间设置有第二绝缘层132。
S204：去除所述第一衬底100，得到双色探测器素体，所述三类孔洞130贯穿所述双色探测器素体。
S205：通过第一金属连接柱710将所述双色探测器素体的正面上的孔洞与读出电路700电连接并固定连接；所述读出电路700为硅读出电路700。
S206：将预制的短波红外探测器800上的电极840与所述双色探测器素体的背面的第三孔洞通过第二金属连接柱810电连接并固定连接，得到叠层式三色探测器；所述短波红外探测器800为硅基衬底的探测器。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式中具体限定了所述读出电路700与所述短波红外探测器800的基底类型，其他步骤均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
本具体实施方式中，将所述短波红外探测器800限定为硅基衬底的探测器，同时将所述读出电路700限定为硅读出电路700，也即所述读出电路700为硅衬底的读出电路700，使得制得的成品叠层式三色探测器上下两端都为硅基底，实现了装置整体结构的热膨胀对称，有效抑制了应力失配，实现了高温工作状态下所述叠层式三色探测器的结构稳定性。
当然，也可只限定所述短波红外探测器800为硅基衬底的探测器，而不限定所述读出电路700，采用硅基底制备所述短波红外探测器800，性能良好且工艺难度低。
本发明同时还提供了一种叠层式三色探测器，所述叠层式三色探测器为通过如上述任一种所述的叠层式三色探测器的制造方法得到的探测器。本发明所提供的一种叠层式三色探测器的制造方法，通过在第一衬底100上依次生长第一缓冲层200、中波层300、第二缓冲层400及长波层500，得到双色探测器前驱体；在所述双色探测器的长波层500所在的正面设置钝化层600；在所述钝化层600上对应的预设位置设置一类孔洞110、二类孔洞120及三类孔洞130；其中，所述一类孔洞110贯通至所述长波层500，且所述一类孔洞110的侧壁设置有第一金属层111，所述二类孔洞120贯通至所述中波层300，且所述二类孔洞120的侧壁设置有第二金属层121，且所述第二金属层121与所述长波层500之间设置有第一绝缘层122，所述三类孔洞130贯通至所述第一衬底100，且所述三类孔洞130的侧壁设置有第三金属层131，且所述第三金属层131与所述长波层500及所述中波层300之间设置有第二绝缘层132；去除所述第一衬底100，得到双色探测器素体，所述三类孔洞130贯穿所述双色探测器素体；通过第一金属连接柱710将所述双色探测器素体的正面上的孔洞与读出电路700电连接并固定连接；将预制的短波红外探测器800上的电极840与所述双色探测器素体的背面的第三孔洞通过第二金属连接柱810电连接并固定连接，得到叠层式三色探测器。本发明通过三种不同的孔洞，实现三个波长的层的电连接，避免了台阶结构，使光刻步骤集中在了同一平面上，有效提高光刻精度，降低光刻难度，且通过金属连接柱一并实现了不同结构之间的电连接与固定连接，无需额外的固定结构，降低了对红外信号的遮挡与吸收，同时，借助金属连接柱在两个平面间实现了所述双色探测器素体与所述读出电路700之间、所述双色探测器素体与所述短波红外探测器800之间的互联，提升了金属连接柱的可靠性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的叠层式三色探测器及其制造方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种叠层式三色探测器的制造方法，其特征在于，包括：
在第一衬底上依次生长第一缓冲层、中波层、第二缓冲层及长波层，得到双色探测器前驱体；
在所述双色探测器的长波层所在的正面设置钝化层；
在所述钝化层上对应的预设位置设置一类孔洞、二类孔洞及三类孔洞；其中，所述一类孔洞贯通至所述长波层，且所述一类孔洞的侧壁设置有第一金属层，所述二类孔洞贯通至所述中波层，且所述二类孔洞的侧壁设置有第二金属层，且所述第二金属层与所述长波层之间设置有第一绝缘层，所述三类孔洞贯通至所述第一衬底，且所述三类孔洞的侧壁设置有第三金属层，且所述第三金属层与所述长波层及所述中波层之间设置有第二绝缘层；
去除所述第一衬底，得到双色探测器素体，所述三类孔洞贯穿所述双色探测器素体；
通过第一金属连接柱将所述双色探测器素体的正面上的孔洞与读出电路电连接并固定连接；
将预制的短波红外探测器上的电极与所述双色探测器素体的背面的第三孔洞通过第二金属连接柱电连接并固定连接，得到叠层式三色探测器。
2.如权利要求1所述的叠层式三色探测器的制造方法，其特征在于，所述在所述钝化层上对应的预设位置设置一类孔洞、二类孔洞及三类孔洞包括：
在所述钝化层预设的第一位置设置贯穿所述长波层的一类孔洞，在所述钝化层预设的第二位置设置贯穿所述长波层的二类孔洞，得到金属化前驱体；
对所述金属化前驱体设置钝化层的表面进行光刻开孔，暴露所述二类孔洞，并在所述二类孔洞的侧壁设置第一绝缘层；
对设置过所述第一绝缘层的金属化前驱体设置钝化层的表面再次光刻开孔，暴露所述二类孔洞，并继续刻蚀使所述二类孔洞至所述中波层；
在所述一类孔洞的侧壁设置第一金属层，在所述二类孔洞的侧壁设置第二金属层；
在所述钝化层预设的第三位置设置贯通至所述第一衬底的三类孔洞；
对设置过所述三类孔洞的钝化层的表面进行光刻开孔，暴露所述三类孔洞，并在所述三类孔洞的侧壁依次设置第二绝缘层与第三金属层。
3.如权利要求1所述的叠层式三色探测器的制造方法，其特征在于，所述第一绝缘层及所述第二绝缘层与所述钝化层材料相同。
4.如权利要求1所述的叠层式三色探测器的制造方法，其特征在于，所述第一金属层、所述第二金属层、所述第三金属层、所述第一绝缘层及所述第二绝缘层中的至少一个为通过沉积剥离设置的层。
5.如权利要求1所述的叠层式三色探测器的制造方法，其特征在于，所述短波红外探测器为硅基衬底的探测器。
6.如权利要求5所述的叠层式三色探测器的制造方法，其特征在于，所述读出电路为硅读出电路。
7.如权利要求1所述的叠层式三色探测器的制造方法，其特征在于，在通过第一金属连接柱将所述双色探测器素体的正面上的孔洞与读出电路电连接并固定连接之后，还包括：
在所述读出电路与所述双色探测器素体之间的空隙中设置填充胶层包围所述第一金属连接柱。
8.如权利要求1所述的叠层式三色探测器的制造方法，其特征在于，所述第一金属连接柱和/或所述第二金属连接柱是铟柱。
9.如权利要求1所述的叠层式三色探测器的制造方法，其特征在于，所述一类孔洞、二类孔洞及三类孔洞中的至少一种为通过离子铣刻蚀得到的通孔。
10.一种叠层式三色探测器，其特征在于，所述叠层式三色探测器为通过如权利要求1至9任一项所述的叠层式三色探测器的制造方法得到的探测器。
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