DE2632248C2 - Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von Infrarotdetektorelementen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von InfrarotdetektorelementenInfo
- Publication number
- DE2632248C2 DE2632248C2 DE2632248A DE2632248A DE2632248C2 DE 2632248 C2 DE2632248 C2 DE 2632248C2 DE 2632248 A DE2632248 A DE 2632248A DE 2632248 A DE2632248 A DE 2632248A DE 2632248 C2 DE2632248 C2 DE 2632248C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- elements
- layer
- parts
- thickness
- disc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 45
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 107
- 238000000034 method Methods 0.000 description 45
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 34
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 30
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 27
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 23
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 21
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 19
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 19
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 13
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 description 10
- MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N cadmium;mercury;tellurium Chemical compound [Cd]=[Te]=[Hg] MCMSPRNYOJJPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 9
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 8
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000587161 Gomphocarpus Species 0.000 description 1
- 229940022504 aluminum oxide paste Drugs 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940112824 paste Drugs 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
- H01L27/14669—Infrared imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1828—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe
- H01L31/1832—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof the active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe comprising ternary compounds, e.g. Hg Cd Te
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
a) von einer auf dem Trägerkörper (5) befestigten Scheibe il) geeigneter Dicke ausgegangen und
zunächsi eine erste Anzahl parallel verlaufender Kanäle (8) gebildet wird, die das Scheibenmaterial
zerteilen, um auf dem Trägerkörper (5) eine Anzahl in etwa paralleler streifenförmiger
Teile (9) aus dem infrarotempfindlichen Material zu erzeugen;
b) dann eine Behandlung zur Herabsetzung der Dicke der streifenförmigen Teile (9) durchgeführt
wird, wodurch eine Abrundung der freiliegenden Längsränder der streifenförmigen Teile
(9) erzielt wird,
c) dann eine zweite Anzahl in etwa parallel verlaufender Kanäle (10) ».1 dem /-'hcibenmaterial der
streifenförmigen Teib (9) in einer zu der Längsrichtung der streifenförmig« Teile (9) in etwa
senkrechten Richtung gebildet wird, wodurch auf dem Trägerkörper (5) eine Matrix nahezu
rechteckiger Elcmcntkörpcr erzeugt wird, die jeweils abgerundete Ränder auf nur /wei gegenüberliegenden
Seilen aufweisen, und
d) danach die elektrischen Konlaktschichten (20, 21) abgelagert werden, die sich über die abgerundeten
Rändererstrecken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Befestigung der Scheibe (1) aus
infrarotempfindlichem Material auf dem Trägerkörper (5) die Scheibe einer Oxidationsbehandlung unterworfen
wird, um eine Oxidschicht auf der auf dem Trägerkörper zu befestigenden Oberfläche der
Scheibe zu bilden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem die Dicke der Scheibe durch Polieren und Ätzen
herabgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung zur Herabsetzung der Dicke der
s'reifenförmigen Teile (9) und zum Erhalten einer Abrundung der freiliegenden Längsränder der streifenförmigen
Teile (9) die Kombination eines Poliervorganges und eines anschließenden Ätzvorganges
umfaßt. bo
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis J,
dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bildung der zweiten Anzahl von Kanälen (10) in dem Scheibcnmaterial
freiliegende Obcrflächentcilc der Elcmentkörper
einer Passivierungsbehandlung unterworfen bs werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor der Passivierungsbehandlung
die freiligenden Oberflächenteile der Elementkörper einer Ätzbehandlung unterworfen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierungsbehandlung auf
mittig liegende Oberflächengebiete (17) der Elementkörper beschränkt wird, wobei diese Gebiete
durch Maskierungsschichtteile (15) definiert werden, die sich auf gegenüberliegenden Seiten dieser Gebiete
(17) über die abgerundeten Ränder der Elementkörper erstrecken.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß nach der Passivierungsbehandlung und vor dem Aufbringen d:r Kontaktschichten (21, 22)
die genannten Maskierungsschichtteile entfernt werden und eine weitere Maskierungsschicht derart
aufgebracht wird, daß jedes passivierte Oberflächengebiel
(17) mit einem Maskierungsschichtteil (18) überzogen ist bis auf zwei gegenüberliegende
periphere streifenförmige Teile, die sich nahezu parallel zu den abgerundeten Rändern der Elementkörper
erstrecken, und daß anschließend eine Materiaientfernungsbehandlung an diesen freiliegenden steifenförmigen
Teilen der passivierten Oberflächengebiete (17) durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialentfernungsbehandlung
aus einem Poliervorgang besteht
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend die elektrischen Kontaktschichten
(21,22) auf den freiliegenden Oberflächenteilen der Elementkörper und den Maskierungsschichtteilen
(18) der weiteren Maskierungsschicht abgelagert werden, wonach die aus Photolack bestehende
weitere Maskierungsschicht (18) und das darauf abgelagerte elektrisch leitende Material (20) auf
chemischem Wege entfernt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufbringen der Kontaktschichten (21, 22) die Elementkörper
einzeln durch mechanische Mittel von dem Trägerkörper (5) entfernt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die erste Anzahl parallel verlaufender Kanäle (8) in der Scheibe
mit einem in etwa gleichmäßigen gegenseitigen Abstand gebildet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
dadurch gekennzeichnet, daß das infrarotempfindliche
Material Kadmiumquecksilbertellurid ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von Infrarotdetekiorelemenien
entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Verfahren dieser Art ist aus »Semiconductors and
Scmimetals«. Willardson u. Beer (Ed.), Volume 5. New York 1970. Seite 245-247. bekannt.
Die Herstellung von Infrurotdctckiöranordnungvn
umfaßt die Bildung von Infraroldeicktorelemcntcn. die
Anbringung der Elemente auf gecigcnten Substraten, die Bildung elektrischer Anschlüsse an den Elementen,
die Prüfung der mit diesen Anschlüssen versehenen Elemente und schließlich die endgültige Unterbringung der
Elemente samt den Kontakten in einer geeigneten Umhüllung, lnfrarotdetekloranordnungen enthalten in gc-
wissen Ausführungen nur ein einziges Infrarotdetektorelement und in anderen Ausführungen eine Anzahl von
Infrarotdetektorelementen, die z. B. gemäß einer linearen Matrix angeordnet sind. Für Anordnungen, deren
Wirkung von der Eigenphotoleitfähigkeit des für Infrarot empfindlichen Materials abhängt, umfaßt die Herstellung
der Elemente Schritte, vvie Vorbereitung von Material, Definition von Elementen durch eine Kombination
von Ätz- und Poliertechniken, Oberflächenbehandlungen und das Anbringen von Kontaktschiditen.
Für einige Infrarotdetektoranordnungen läßt sich das
verwendete infrarotempfindliche Material, ζ B. Kadmiumquecksilbertellurid,
schwer vorbereiten und ist teuer. Daher sind alle Schritte bei der Herstellung von Elementen,
die zu Einsparungen beim Gebrauch eines solchen Materials führen, von großem Interesse. Es ergibt
sich aber das Problem, daß sehr verschiedene Anforderungen für verschiedene Größen und Eigenschaften der
Elemente und Montagekonfigurationen, abhängig von der betreffenden herzustellenden Infrarotdetektoranordnung,
zutreffen können; z. B. kann die Größe des empfindlichen Gebietes der Elemente nur
25 μπι - 25 μπι, aber auch 2 mm · 2 mm sein. Lnii der
Bildung des Elements oder Elemente aus einer Scheibe des infrarotempfindlichen Materials ist es also kostspielig,
wenn für jede andere Konfiguration eine neue Scheibe dieses Materials als Ausgangskörper verwendet werden
muß. Für die Herstellung der Anordnungen mit einer Matrix von Infrarotdetektorelementen ergibt sich
in bezug auf die Ausbeute weiter ein Problem, wenn, wie üblich, die Matrix die Anordnung von Detektorelementen
in einer oder mehreren Gruppen enthält, die je in einem gemeinsamen Körper aus dem infrarotempfindlichen
Material gebildet werden. Diese sogenannte »monolithische« Annäherung der Herstellung einer
Gruppe von Detektorelementen ergibt viele Probleme. Wenn z. B. eine Gruppe von ichn Elementen in einem
einzigen kammartigen Körper gebildet wird, ergibt sich das Problem, daß, wenn nach der Montage und der Anbringung
elekHscher Anschlüsse, gefunden wird, daß
bei Prüfung eines der Elemente einer Gruppe fehlerhaft ist, die ganze Gruppe ersetzt werden muß. Andere Probleme
ergeben sich bei der sogenannten monolithischen Annäherung, insbesondere im Zusammenhang mit dem
gegenseitigen Abstand der einzelnen Elemente einer in einem gemeinsamen Körper gebildeten Gruppe. Wenn
der gegenseitige Abstand der aktiven Oberflächengebiete der Elemente in einem solchen Körper durch einen
Ätzvorgang definiert wird, gibt es eine Beschränkung für den Mindestabstand, der erreichbar ist, weil im
allgemeinen beim Ätzen des Körpers aus infrarotempfindlichem Material die Brehe eines Kanals normalerweise
viel größer als die Dicke des Körpers sein wird. Sogar wenn die Dicke des Körpers auf 6 μίτι herabgesetzt
wird, kann nicht leicht durch Ätzen ein gegenseitiger Abstand einzelner Elemente von weniger als 12 μτη
erzielt v/erden. Außerdem kann, wenn derart verfahren
wird, daß die einzelnen Körper definiert werden, bevor ihre Dicke endgültig herabgesetzt wird, die Behandlung
und weitere Verarbeitung von Körpern einer so geringen Dicke große Schwierigkeiten bereiten.
Ein anderes Problem, das sich sowohl bei nur ein einziges Element enthaltenden Anordnungen als auch in
Matrizen ergibt, ist die Anbringung elektrischer Anschlüsse an dem oder jedem einzelnen Infrarotdetektoretement.
Bisher wurde, dies dadurch erzielt, daß Drahtleiter auf metallisierten Oherflächenteilen des Elements
oder der Elemente, z. B. durch einen Thermokompressionsvorgang oder einen Lötvorgang, miteinander verbunden
werden. Infolge der Verformung des Drahtendes, das dem Verbindungsvorgang unterwerfen wird,
wie es z. B. beim Nagelkopfverbinden der Fall ist, müssen
Maßnahmen getroffen werden, um zu sichern, daß das Gebiet des Teiles des Elements, mit dem der Draht
verbunden wird, genügend groß ist. um das endgültig verformte Drahtende aufzunehmen, derart, daß dieses
verformte Drahtende völlig auf dem Element liegt. Die
ίο Konfiguration des Elements kann dadurch zu kompliziert
werden, während weitere Beschränkungen in bezug auf den mindesterreichbaren Abstand zwischen benachbarten
Elementen in einer Matrix auftreten. Auch ergeben sich Probleme, wenn die anderen Enden der
Drahtleiter, z. B. durch Verlöten mit Durchführungsleitern,
miteinander verbunden werden.
Ein weiteres mit der sogenannten monolithischen Annäherung einhergehendes Problem bei dsr Herstellung
von Elementen ergibt sich, wenn es erwünscht ist, mehrere Elemente enthaltende Deketoranordnungen herzustellen,
bei denen der gegenseitige AbstsM der Elemente,
z. B. in einer linearen Matrix nicht g,?ichmäß!g ist
Dieser ungleichmäßige Abstand kann z. B. erwünscht sein, wenn verschiedene Auflösungsgrade für verschiedene
Teile der Matrix von Detektorelementen erforderlich sind. Die Bildung einer Anzahl von Elementen in
einem einzigen Körper mit verschiedenen Abständen zwischen Elementen bei verschiedenen Teilen der Matrix
ergibt viele Schwierigkeiten und kann in bezug auf das erforderliche Material besonders kostspielig sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß
mit einem minimalen Aufwand an Material und Verfahrensschritten einfach zu kontaktierende Infrarotdetektorelemente
hergestellt werden können, die einen sehr geringen und gegebenenfalls variablen gegenseitigen
Abstand haben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaüenen
Merkmale gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus de.i Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann große Vorteile in bezug auf Materialeinsparungen, Flexibilität bei
der Bildung von Elementen mit verschiedenen empfindlichen Gebieten, vergrößerte Detektorleistung, e.nen
geringen gegenseitigen Abstand von Elementen in mehrere Elemente enthaltenden Anordnungen und die Anbringung
äußerer elektrischer Anschlüsse bieten, wie nachstehend noch beschrieben wird. Mit diesem Verfahren
werden die Elemente in einzelner Form und nicht als ein monolithisches GeDÜde erhalten, in der Weise, daß
ihr weiterer Zusammenbau und die Kontaktierung bei der He'-tellung einer Infrarotdektoranordnung erheblieh
vereinfacht werden. Insbesondere kann dadurch, daß auf die Elemenc Kontaktschichten aufgebracht
sind, die an die gegenüberliegenden gekrümmten Ränder gren/en. der weitere Zusammenbau der Elemente
entweder in durch oin einziges Element gebildeten An-Ordnungen oder in darch mehrere Elemente gebildeten
Anordnungen derart erfolgen, daß die elektrischen Anschlüsse in Form abgelagerter leitender Schichter aufgebracht
werden. Dadurch wird die Anwendung eines Drahtverbindungs- oder Lötvorgangs mit den ihm inhärenten
obengenannten Nachteilen vermieden. In bezug auf dieses Zusammenbau- und Kontaktierungsverfahren
sei auf die gleichzeitig von der Anmelderin eingereichte und in der DE-OS 26 32 269 offengelegte Patent-
anmeldung verwiesen. Die einzelnen Elemente können auf einem Substrat, z. B. dadurch zusammengebaut werden,
daß die Elemente mittels eines Epoxydharzes auf einem isolierenden Substrat befestigt werden. Ein derartiges
Verfahren kann sowohl für ein einziges Element enthaltende Anordnungen als auch für mehrere Elemente
enthaltende Anordnungen verwendet werden. Im letzteren Falle ergibt sich der große Vorteil, daß der
gewünschte gegenseitige Abstand der Elemente erzielt werden kann. Der gegenseitige Abstand kann erheblich
kleiner sein als bei monolithisch gebildeten, aus mehreren Elementen bestehenden Anordnungen, während außerdem
/. B. in einer linearen Matrix die Teilungsabstände zwischen den Elementen auf gewünschte Weise
geändert werden können. Überdies wird erwünschtenfalls
die Bildung zweidimensionaler Matrizen mit jedem gewünschten gegenseitigen Abstand erheblich erleichtert.
Mit dem Verfahren nach der Erfindung zur Bildung der Elemente können große Materialeinsparungen erhalten
werden, weil in jeder bearbeiteten Scheibe einfach Elemente mit verschiedenen empfindlichen Gebieten,
z. B. durch passende Wahl des gegenseitigen Abstandes der zweiten Anzahl von Kanälen, gebildet werden
können. Außerdem kann eine vergrößerte Leistung der Elemente erhalten werden, weil mehrere Oberflächenbehandlungen
einfach in dem Verfahren aufgenommen werden können.
Vor der Befestigung der Scheibe aus infrarotempfindlichem Material auf den Trägerkörper kann die Scheibe
einer Oxidationsbehandlung unterworfen werden, um auf der an dem Trägerkörper /u befestigenden Oberfläche
der Scheibe ein Oxid /u bilden. Auf diese Weise wird die Oberfläche der anschließend gebildeten infrarotempfindlichen
Elemente, die den Oberflächen gegenüber liegt, auf die beim Betrieb die Strahlung einfällt,
mit einer Schicht versehen, die. wie gefunden wurde, die
Leistung der Detektorelemente vergrößert.
Nach der Befestigung der Scheibe aus infrarotempfindhehem
Material auf dem Trägerkörper und vor der Bildung der ersten Anzahl von Kanälen in dem
Scheibenmaterial kann die Scheibe einer anfänglichen Behandlung zur Herabsetzung der Dicke über ihre von
dem Trägerkörper abgekehrte Oberfläche unterworfen werden. Diese Herabsetzung der Dicke kann durch einen
mehrstufigen Poliervorgang erhalten werden, wobei allmählich weniger Schaden in aufeinanderfolgenden
Siufcn herbeigeführt wird. z. B. dadurch, daß die Größe der Poiicrmitielteilchen. die in aufeinanderfolgenden
Stufen verwendet werden, geändert wird, bis die gewünschte Dicke erhalten ist.
Die Behandlung /um Erhalten einer Verringerung der Dicke der streifenförmigen Teile und /um Erhalten einer
Krümmung der freigelegten Längsränder der streifenförmigen Teile kann die Kombination eines Poliervorgangs
und eines anschließenden Ätzvorgangs umfassen.
Nach der Bildung der zweiten Anzahl von Kanälen in dem Scheibenmaterial können freigelegte Oberflächenteile
der Elementkörper einer Passivierungsbehandlung unterworfen werden. Die Durchführung der Passivierungsbehandlung
in dieser Bearbeitungsstufe, d. h. nach der Definition der Matrix nahezu rechteckiger Elementkörper,
ist vorteilhaft, weil dadurch freigelegte Seitenflächen
der Eiementkörper, die in dem endgültig erhaltenen Element an die Hauptteile der Oberfläche des
empfindlichen Gebietes grenzen werden, der Passivierungsbehandlung unterworfen werden können. Dies ist
erwünscht, v/eil in einer ohne die passivierten Seitenflächen hergestellten Anordnung die Leistung geringer
werden könnte, wenn die Anordnung erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
werden sofort vor der Passivierungsbehandlung die freigelegten Oberflächenteile der Elemenlkörper
einer Ätzbehandlung unterworfen.
Die Passivierungsbehandlung kann auf mittlere Oberflächengebiete
der Elementkörper beschränkt werden,
ίο die sich über den genannten Elementkörperaerstrecken
und die durch maskierende Schichtteile definiert werden, die auf gegenüberliegenden Seiten dieser Gebiete
in der Nähe der gekrümmten Ränder der Elemcntkörper
vorhanden sind. Die maskierenden Schichtteile kön-
t5 nen aus Photolack bestehen.
Nach der Passivierungsbehandlung und vor der Anbringung der Kontaktschichten können die genannten
maskierenden Schichtteile entfernt und kann eine weitere iviaskierungsschicht aufgebrueiii und definiert werden.
derart, daß jedes passivierte Oberflächengebiet mit einem maskierenden Schichtteil bedeckt ist, ausgenommen
zwei gegenüberliegende periphere streifenförmige Teile desselben, die sich nahezu parallel zu den gekrümmten
Rändern der Elementkörper erstrecken, wo· bei eine Materialentfernungsbchandlung an den freigelegten
streifenförmigen Teilen der passivierten Oberflächengebiete in Gegenwart der maskierenden Schichtteile
durchgeführt wird. Auf diese Weise wird die seitliche Ausdehnung der passivierten Obcrflächengebicie
vor der Anbringung der Kontaktschicht etwas herabgesetzt,
um Probleme in bezug auf Maskcnausrichtiing
bei der Anbringung der Kontaktschichten zu vormeiden.
Die genannte Materialentfernungsbchandlung /ur Herabsetzung der lateralen Ausdehnung der passivierten
Oberflächengebiete kann mittels eines Poliervorgangs, z. B. mit einem Schmirgeüeinen und einem sehr
feinen Scheuermittel, durchgeführt werden.
Die weitere Maskierungsschicht kann aus Photolack bestehen und die elektrischen Kontaktschichten können durch Ablagerung des elektrisch leiten'1"'*. Materials auf den freigelegten Oberflächenteilen der Elementkörper und den Oberflächenteilen der aus Photolack bestehenden Maskierungsschicht gebildet werden, wonach die aus Photolack bestehende Maskierungsschicht und das darauf abgelagerte elektrisch leitende Material auf chemischem Wege entfernt werden können. Auf diese Weise wird das abgelagerte elektrisch leitende Material von oberhalb der aktiven Obcrflächcngebietc der Elemente durch eine sogenannte Abhebclechnik (»lift-off«) entfernt. Die Anwendung einer derartigen Technik ist günstig im Vergleich zu einer Technik, bei der das leitende Material zunächst auf der ganzen Oberfläche abgelagert und dann photolithographisch definiert wird, insbcsondere wenn das abgelagerte leitende Material aus Gold besteh», weil es sich als unmöglich erweisen kann, das leitende Material zu ätzen, ohne daß die unterliegende Passivierungsschicht und gegebenenfalls das Material der Elementkörper entfernt werden.
Die weitere Maskierungsschicht kann aus Photolack bestehen und die elektrischen Kontaktschichten können durch Ablagerung des elektrisch leiten'1"'*. Materials auf den freigelegten Oberflächenteilen der Elementkörper und den Oberflächenteilen der aus Photolack bestehenden Maskierungsschicht gebildet werden, wonach die aus Photolack bestehende Maskierungsschicht und das darauf abgelagerte elektrisch leitende Material auf chemischem Wege entfernt werden können. Auf diese Weise wird das abgelagerte elektrisch leitende Material von oberhalb der aktiven Obcrflächcngebietc der Elemente durch eine sogenannte Abhebclechnik (»lift-off«) entfernt. Die Anwendung einer derartigen Technik ist günstig im Vergleich zu einer Technik, bei der das leitende Material zunächst auf der ganzen Oberfläche abgelagert und dann photolithographisch definiert wird, insbcsondere wenn das abgelagerte leitende Material aus Gold besteh», weil es sich als unmöglich erweisen kann, das leitende Material zu ätzen, ohne daß die unterliegende Passivierungsschicht und gegebenenfalls das Material der Elementkörper entfernt werden.
Nach der Anbringung der Kontaktschichten können die Elementkörper von dem Trägerkörper je für sich
durch mechanische Mittel, z. B. durch Abheben mit einem feinen Werkzeug, entfernt werden.
Bei Anwendung mechanischer Mittel für die Entfernung
können die Elementkörper von ausgewählten Stellen der Matrix entfernt und Prüfvorgängen, z. B. zum
Messen des spezifischen Widerstandes, der Ansprechfähigkeit,
der Grenzwellenlänge, der Zeitkonstanie und
D1, unterworfen werden, um die Eigenschaften der Elementkörper
und ihre Verteilung in der Matrix auszuwerten. Auf diese Weise kann eine Art Übersichtskarte
der Eigenschaften dei· Elementkörper erhalten werden,
wonach die Elementkörper für Entfernung entsprechend den gewünschten Eigenschaften der herzustellenden
Detektoranordnungen ausgewählt werden können. Eine der^ige Prüfung wird mit Vorteil benutzt, wenn
die Eigenschaften der ursprünglichen Ausgangsscheibe nicht über alle Teile der Scheibe konstant sind.
Für die Herstellung einer durch mehrere Elemente gebildeten Infrarotdetektoranordnung kann eine Gruppe
nebeneinander liegender Elementkörper in der Matrix auf dem Trägerkörper für Entfernung entsprechend
den ausgewerteten Eigenschaften der für die Prüfungszwecke entfernten Elcmentkörper ausgewählt werden.
Wenigstens die erste Anzahl nahezu parallel verlaufender Kanäle kann in der Scheibe mit einem gleichmäßigen
gegenseitiger. Abstand gebildet werden. Auf diese
Weise weisen alle danach herzustellenden Elementkörper die gleiche Querabmessung in einer Richtung zwischen
den gekrümmten Rändern auf zwei gegenüberliegenden Seiten auf. Durch Änderung des gegensetigen
Abstandes der genannten zweiten Anzahl der Kanäle, die in den vorher definierten Streifen aus dem infrarotempfindlichen Material gebildet werden, kann die Breite
der Elementkörper, d. h. die Querabmessung in der Richtung parallel zu den gekrümmten Rändern auf zwei
gegenüberliegenden Seiten, geändert werden. Auf diese Weise kann in jeder Ausgangsscheibe eine Anzahl von
Elemen..cörpern mit wenigstens zwei verschiedenen Größen der aktiven Oberflächengebiete gebildet werden.
Das Verfahren nach der Erfindung kann bei der Herstellung von Infrarotdetektorelementen aus verschiedenen
Materialien, insbesondere kostspieligen Materialien, verwendet werden. Ein solches Material ist z. B.
Kadmiumquecksilbertellurid, wobei die Vorbereitung des Materials zum Erhalten der gewünschten Eigenschaften
viel Zeit beansprucht und, wo möglich, Einsparungen bei der Bildung der Elemente notwendig machL
Trotzdem kann das Verfahren auch vorteilhafterweise bei der Herstellung von Infrarotdetektorelementen aus
anderen Materialien verwendet werden, wobei die Kosteneinsparungen in bezug auf die Materialien nicht so
wichtig sind, z. B. aus Indiumantimonid.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt
F t g. 1 einen Querschnitt durch eine Scheibe aus Kadmiumquecksilbertellurid,
die auf einem PoHerblock befestigt ist, und zwar in einer Stufe der Herstellung nach
Durchführung einer Oberflächenbehandlung;
F i g. 2 im Querschnitt die Scheibe nach Befestigung auf einem weiteren Polierblock;
F i g. 3 im Querschnitt die verbleibende Scheibe auf dem weiteren Polierblock nach einem Schritt zur Herabsetzung
der Dicke;
Fig.4 und 5 eine Draufsicht auf bzw. einen Querschnitt
durch die Scheibe auf dem weiteren PoHerblock nach einem weiteren Bearbeitungsschritt, wobei F i g. 5
einen Schnitt längs der Linie V-V in F i g. 4 zeigt;
Fi g. 6 im Querschnitt die Scheibe auf dem weiteren
Polierblock nach einem weiteren Schritt zur Herabsetzung der Dicke;
F i g. 7 eine Draufsicht auf einen Teil der Scheibe nach
einem weiteren Bearbeitungsschritt;
F i g. 8 und 9 Querschnitte längs der Linien VIII-VIIl bzw.IX IXder Fig.7;
Fig. 10 bis 12 im Querschnitt einen Teil der Scheibe
in weiteren Bearbeitungsstufen;
Fig. 13 und 14 im Querschnitt bzw. in Draufsicht denselben Teil der Scheibe in einer weiteren Bearbeitungsstufe
nach der Durchführung einer Passivierungsbehandlung, wobei F i g. 14 einen Querschnitt längs der
Linie XlV-XlV in F i g. 13 zeigt;
Fig. 15 und 16 im Querschnitt denselben Teil der Scheibe in weiteren Bearbeitungsstufen;
Fig. 15 und 16 im Querschnitt denselben Teil der Scheibe in weiteren Bearbeitungsstufen;
Fig. 17 und 18 einen Querschnitt durch bzw. eine Draufsicht auf denselben Teil der Scheibe in einer Bearbeitungsstufe,
nachdem einzelne Elementkörper der Scheibe mit Kontaktschichten versehen worden sind,
wobei Fig. 17 einen Querschnitt längs der Linie XVIl-XVU in Fig. 18 ist;
Fig. 19 eine vergrößerte Draufsicht auf einen EIcmentkörper
mit darauf angebrachten Kontaktschichten auf dem PoHerblock. und
Fig. 20 und 21 Querschnitte längs der Linien XX-XX bzw.XXI-XXI in Fig. 19.
Die Figuren sind nicht maßstäblich gezeichnet und demzufolge stimmen die Werte der Abmessungen nicht;
insbesondere bei einem praktischen Beispiel ist die Dikke der unterschiedlichen Schichten in bezug auf ihre
laterale Ausdehnung viel kleiner als aus den Figuren hervorgeht.
Die nun zu beschreibende Ausführungsform umfaßt die Herstellung einer Vielzahl (im Bereich von zweitausend)
Infrarotdetektorelementen aus Kadmiumquecksilbertellurid. Bei dieser Ausführungsform ist die Materialzusammensetzung
d. h. das Kadmium/Quecksilber-Atomverhältnis, derart, daß eine Grenzwellenlänge im
Bereich von 12 μυι erhalten wird.
Das Ausgangsmaterial ist ein scheibenförmiger Körper aus Kadmiumquecksilbertellurid mit einem Durchmesser
von etwa 10 mm und einer Dicke von 0,5 mm.
Die Scheibe I ist auf einem keramischen Poiierbioek 2
mittels einer Wachsschicht 3 befestigt. Der Poiierbioek weist erhöhte Ansätze mit einer Höhe von 200 μηι auf.
Das Polieren der über den Ansätzen hervorragenden Oberfläche der Scheibe erfolgt mittels einer Drehmaschine
unter Verwendung eines BasispoHcrgHeds und einer Poliermittelpastc. Das Polieren ist ein mchrxtufiger
Vorgang, bei dem allmählich abnehmender Schaden in der Kristallstruktur herbeigeführt wird, während die
Dicke auf den gewünschten Wert von 200 μΐη herabgesetzt
wird. Diese allmähliche Abnahme der Schaden wird durch die Anwendung immer feiner werdender
so Poliermittelteilchen erzielt. Dieser Poliervorgang wird fortgesetzt, bis die Oberfläche der Scheibe auf der gleichen
Ebene wie die Oberflächen der Ansätze des Polierblocks 2 liegt Um den verbleibenden Teil der Oberflächenschäden
zu beseitigen, wird eine Ätzbehandlung durchgeführt.
Eine Oxidationsbehandlung wird dann durchgeführt, wobei die Scheibe 1 noch immer auf dem Polierblock 2
fixiert ist, so daß die freigelegten oberen und seitlichen Flächen der Behandlung unterworfen werden. F i g. 1
zeigt eine Scheibe 1 mit einer Dicke von 200 μηι, die
eine Oxidoberflächenschicht 4 aufweist.
Die Scheibe 1 wird nun von dem Polierblock 2 entfernt und wird über die oxidierte große Fläche auf einem
weiteren PoHerblock 5 aus Aluminiumoxid hoher Dichte befestigt Der durch den Poiierbioek 5 gebildete
Trägerkörper weist äußere Ansätze mit einer Höhe von 25 μΐη auf und innerhalb der Ansätze ist die Oberfläche
mit einer Tantalschicht 6 versehen. Die Scheibe 1 ist
mittels einer Wachsschicht 7 auf der Tantalschicht 6 befestigt.
Obgleich die vorher gebildete Oxidoberflächenschicht 4 in F i g. 2 dargestellt ist, ist sie in den weiteren
Figuren der Deutlichkeit halber weggelassen. Ein mehrstufiger Poliervorgang wird mit einer Drehpoliermaschine
unter Verwendung einer Aluminiumoxidpaste durchgeführt, v/<:bei die Teilchengrößen derart gewählt
werden, daß der herbeigeführte Schaden allmählich in aufeinanderfolgenden Stufen herabgesetzt wird. Dieser
Poliervorgang wird fortgesetzt, bis die polierte Oberfläche der Scheibe 1 nahezu auf der gleichen Ebene wie die
erhöhten Ansätze des Polierblocks 5 liegt. Fig. 3 zcigl
die Scheibe 1 nach diesem Schritt zur Herabsetzung der Dicke und nun weist die Scheibe 1 eine Dicke von etwa
25 um auf.
Während die Scheibe 1 mit herabgesetzter Dicke noch über die Wachsschicht 7 auf der Tantalschicht 6
auf dem Polierblock 5 fixiert ist, wird eine Photolackschicht auf die obere Fläche der Scheibe 1 aufgebracht.
Ein Photomaskierungs- und Entwicklungsvorgang wird dann durchgeführt, um eine Anzahl nahezu paralleler
streifenförmiger öffnungen in der Photolackschicht zu
definieren. Eine Ätzbehandlung findet dann statt unter Verwendung eines geeigneten Ätzmittels für Kadmiumquecksilbertellurid,
um in der Scheibe eine erste Anzahl nahezu parallel verlaufender Kanäle 8 zu bilden, die auf
dem Polierblock eine Anzahl nahezu parallel verlaufender streifenförmiger Teile 9 aus Kadmiumquecksilbertellurid
definieren. F i g. 4 und 5 zeigen die Kanäle 8 und die Streifen 9. In diesem Beispiel weisen die Kanäle eine
Breite von etwa 50 μπι und weisen alle Streifen eine
Breite von etwa 200 μιη auf.
Die nächste Bearbeitungsstufe ist die Entfernung der auf den strcifenförmigen Teilen 9 verbleibenden Teile
der Photolackschicht. Danach wird ein Schritt zur Herabsetzung der Dicke durchgeführt, um die Dicke der
streifenlormigen Teile 9 auf nahezu 8 μιη herabzusetzen
und gleichzeitig eine Krümmung der freigelegten oberen Längsränder der streifenförmigen Teile 9 zu erhalten.
Dies wird dadurch erreicht, daß zunächst mit einer Poliermaschine unter Verwendung eines feinen Blocks
und eines feinen Scheuermittels poliert wird, bis die verbleibende Dicke der streifenförmigen Teile 9 nahezu
12 μπι beträgt, wonach die streifenförmigen Teile 9 geätzt
werden, um Material in einer Dicke im Bereich von 4 bis 5 μπι zu entfernen. In dieser Weise werden die
oberen Längsränder der streifenförmigen Teile abgerundet und dieser Effekt wird dazu benutzt, die äußere
Kontakiierung der endgültig herzustellenden Elemente zu ermöglichen. Außerdem wird gefunden, daß die Ätzung
eine sensibilisierende Wirkung hat, wodurch eine vergrößerte Leistung des Detektors erzielt wird. F i g. 6
zeigt im Querschnitt die slreifenförmigen Teile 9 nach dem Ätzvorgang, infolge der von der Wirklichkeit abweichenden
relativen Abmessungen in der Zeichnung stellt sich heraus, daß die Abrundung der Längsränder
nicht wesentlich ist, aber in der Praxis wird gefunden, daß sich die Krümmung in dem Querschnitt über einen
Abstand von mindestens 15 μιη von der unteren Fläche
an jedem Längsrand erstreckt Auch sei bemerkt, daß während der Polierbehandlung zur Herabsetzung der
Dicke von 12 um auf 7 bis 8 μπι die freigelegten Wachsschichtteile
in den Kanälen S entfernt werden. So ist in dem Querschnitt nach F i g. b die Wachsschicht 7 nun
nur unter jedem streifenförmigen Teii 9 vorhanden.
Die nächste Bearbeitungsstufe ist das Aufbi ingen einer
Photolackschicht auf die oberen Flächen der streifenförmigen Teile. Unter Verwendung eines üblichen
Photomaskierungs-· und Entwicklungsvorgangs werden eine Anzahl parallel verlaufender, senkrecht auf den
streifenförmigen Teilen stehender Streifen von der Photolackschicht entfernt, während das freigelegte Material
der streifenförmigen Teile 9 unter Verwendung eines geeigneten Ätzmittels für Kadmiumquecksilbertellurid
geätzt wird, um eine Anzahl nahezu parallel verlaufender Kanäle 10 in dem Scheibenmaterial der streifenförmigen
Teile zu erhalten, damit auf dem Polierblock eine Matrix nahezu rechteckiger Elementkörper 11 aus Kadmiumtellurid
definiert wird. F i g. 7 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Scheibe nach der Bildung der Kanäle
10 und der darauf folgenden Definition der Elementkörper 11, wobei die verbleibenden Teile der für die Maskierung
verwendeten Photolackschicht entfernt sind Fig.δ und 9 zeigen Querschnitte längs der Linien VIII-VIII
bzw. IX-IX in Fig. 7. Fig. 8 zeigt die Abrurcdung der Ränder der Elementkörper 11 auf zwei gegenüberliegenden
Seiten im Gegensatz zu den naheliegenden senkrechten Rändern (F i g. 9) der beiden anderen Seiten
der Elementkörper. In diesem Beispiel beträgt die Breite der endgültig geätzten Kanäle 10 nahezu 30 μιη
und der endgültige Flächeninhalt der Elementkörper 11 nach F i g. 7 ist 200 μπι · 50 μιη.
Die nächste Bearbeitungsstufe ist das Aufbringen einer weiteren Photolackschicht 12 auf die Oberfläche der
Elementkörper 11 und die freigelegten Oberflächenteile
der Wachsschicht 7 und der Tantalschicht 6 auf dem Polierblock 5. Durch einen Photomaskierungs- und Entwicklungsvorgang
wird die Photolackschicht 12 derart definiert, daß öffnungen 13 (Fig. 10) darin gebildet
werden, die die Form von Streifen mit einer Breite von etwa 50 μιη aufweisen, die sich parallel /u den Kanälen 8
J5 erstrecken und durch die die Elemcnikörper 11 an einem
Ende freigelegt werden, an dem ein abgerundeter Rand vorhanden ist, während durch diese öffnungen
•aueh der angrenzende Tci! der Tantalschicht 6 auf dsm
Polierblock 5 freigelegt wird, von dem die Wachsschicht 7 vorher in dem Polierschritt zur Herabsetzung der Dikke
entfernt wurde. F i g. 10 zeigi einen Ocerschnitt entsprechend
dem Schnitt nach F i g. 8 durch <jie Photolackschicht
12 und die darin gebildeten öffnungen 13.
Eine Goldschicht mit einer Dicke von 0,5 μιη wird nun durch Zerstäuben aufgebracht. Das Gold wird so auf der Photolackschicht 12 und in den öffnungen 13 abgelagert. Die Photolackschicht 12 wird dann in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und das darauf abgelagerte Gold wird dadurch mittels einer Abhebetechnik entfernt. Fig. 11 zeigt einen dem Schnitt nach Fig. 10 entsprechenden Schnitt, wobei Goldschichistreifen 14 mit einer Breite von nahezu 50 μπι einen Kontakt zwischen den oberen Flächen der Elemep.tkörper n und der Tantalschicht 6 auf dem Polierblock 5 bilden. Die Goldschichtteile 14 müssen diese elektrische Verbindung für einen danach durchgeführten Vorgang herstellen, wei! infolge der Kombination der vorher aufgebrachten Oxidschicht auf den unteren Flächen der Elementkörper und der Trennung der genannten Körper von der Tantalschicht 6 durch die Wachsschicht 7 sonst alle Elementkörper 11 effektiv isoliert werden würden.
Eine Goldschicht mit einer Dicke von 0,5 μιη wird nun durch Zerstäuben aufgebracht. Das Gold wird so auf der Photolackschicht 12 und in den öffnungen 13 abgelagert. Die Photolackschicht 12 wird dann in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst und das darauf abgelagerte Gold wird dadurch mittels einer Abhebetechnik entfernt. Fig. 11 zeigt einen dem Schnitt nach Fig. 10 entsprechenden Schnitt, wobei Goldschichistreifen 14 mit einer Breite von nahezu 50 μπι einen Kontakt zwischen den oberen Flächen der Elemep.tkörper n und der Tantalschicht 6 auf dem Polierblock 5 bilden. Die Goldschichtteile 14 müssen diese elektrische Verbindung für einen danach durchgeführten Vorgang herstellen, wei! infolge der Kombination der vorher aufgebrachten Oxidschicht auf den unteren Flächen der Elementkörper und der Trennung der genannten Körper von der Tantalschicht 6 durch die Wachsschicht 7 sonst alle Elementkörper 11 effektiv isoliert werden würden.
Eine weitere Photolackschicht 15 wird auf die obere Fläche des Gebildes aufgebracht und durch einen Photomaskierungs-
und Entwicklungsschritt werden öff-
(J1J nungcn 16 in Form rechteckiger Streifen mit einer Breite
von nahezu 80 μιτϊ in der Photolackschächt 15 gebildet
Fig. 12 zeigt einen dem Schnitt nach Fig. 11 entsprechenden
Querschnitt durch die streifenförmigen
öffnungen ί6, die sich in der Mitte auf den Oberflächen
der Elementkörper 11 befinden. Diese streifenförmigen Öffnungen 16 weisen eine Breite in Richtung der größe-■
"en Querabmessungen der Elementkörper, d. h. in Richtung des Schnittes nach Fig. 11, auf, die etwas größer
als die gewünschte endgültige Abmessung der aktiven Obcrflächengebiete der Elementkörper ist.
Beim Vorhandensein der definierten Photolackschicht 15 werden die freigelegten Obcrflächcnteilc einer
Sensibilisierungsbehandlungdurch Ätzen unterworfen,
um Material über eine Dicke von höchstens 1 μηη zu entfernen. Dann wird eine Passivierungsbehandlung
durchgeführt. Fig. 12 zeigt schematisch mit gestrichelten
Linien die Passivierungsschicht 17, die an den freigelegten Oberflächen der Elementkörper 11 erzeugt wird.
Die verbleibenden Teile der Photolackschicht 15 werden nun gelöst und die Fig. 13 und 14 zeigen in Draufsich!
bzw. im Schnitt das so erhaltene Gebilde, wobei die Goldschichtstreifen 14 noch vorhanden sind und die Elementkörper
Ii Öberfiächenteiie enthalten, die mit einer
Passivierungsschicht 17 versehen sind. Die Goldstreifen 14 sind in der üraufsicht nach Fig. 13 der Deutlichkeit
halber schraffiert dargestellt. Es sei bemerkt, daß, weil die Photolackschicht von Teilen der Kanäle 10 zwischen
den Elementkörpern 11 entlang der streifenförmigen Öffnungen 16 entfernt wurde. Teile der longitudinaien
Seitenflächen der Elementkörper 11 auch der Passivierungsbehandlung
unterworfen werden, und die Durchführung dieser Behandlung in dieser Stufe, d. h. nach der
Definition der Elemente, kann in iT'eser Hinsicht vorteilhaft
sein.
Die nächste Stufe ist die Aufbringung einer weiteren Photolackschicht 18 und ein darauffolgender Photomaskicrungs-
und Entwicklungsschritt zum Definieren von öffnungen darin. Die öffnungen werden derart gebildet,
daß das passivierte Oberflächengebiet auf jedem Elcmentkörper 11 nach wie vor mit der Photolackschicht
iS überzogen ist, ausgenommen zwei einander gegenüber liegende periphere streifenförmige Teile 19
desselben, die sich nahezu parallel zu den gekrümmten Rändern der Elementkörper 11 erstrecken. Die Photolackschicht
18 bleibt in den Kanälen 10 zwischen den Elementkörpern erhalten, während sie in Teilen der Kanäle
8 (siehe Fi g. 15) zwischen den Elementkörperteilen die freigelegten Tantalschichtteile bedeckt und auch
teilweise die Goldkontaktstreifen 14 überlappt, wo diese auf der Tantalschicht 6 vorhanden sind.
Eine Materialentfernungsbehandlung wird nun an den freigelegten streifenförmigen Teilen 19 der passivierten
Oberflächengebiete in Gegenwart der definierten Photolackschicht 18 durchgeführt Dies wird durch
einen Poliervorgang unter Verwendung eines Schmirgelleinens und eines feinen Poliermittels erzielt Es ist
möglich, die Materialentfernung auf diese Weise durchzuführen, weil im allgemeinen die Photolackschicht einen
größeren Polierwiderstand als die passivierte Oberflächenschicht und außerdem eine viel größere Dicke
aufweist Auf diese Weise wird die passivierte Oberflächenschicht an den freigelegten streifenförmigen Teilen
19 entfernt und ermöglicht es, daß nachher Kontaktschichten ohne das Auftreten von Ausrichtprobiemen
auf die Elementkörper aufgebracht werden können.
Nach diesem Poliervorgang wird eine Goidschicht 20 mit einer Dicke von 0,5 um auf der oberen Fläche des
Gebildes, einschließlich der Photolackschichtteile 18 und der freigelegten Oberflächenteüe der Elementkörper
11, abgelagert Das Gold wird durch Zerstäubung abgelagert und Fig. 16 zeigt einen dem Schnitt nach
Fig. 15 entsprechenden Schnitt durch die Goidschicht
20, die die Oberfläche des Photolackschichtteiles 18 und die freigelegten Oberflächenteüe der Elementkörper 11
bedeckt. Es sei bemerkt, daß infolge der Entfernung der passivierten Oberflächenschicht entlang der streifenförmigen
Teile 19 (Fig. 15) durch einen Poliervorgang die
Goldschicht 20 die Oberfläche der Elementkörper 11 an
keiner Stelle kontaktiert, an der ein solcher Passivierungsschichltcil vorhanden ist, d. h., daß sich die Ränder
ίο der Goldkontaktschicht 20 tatsächlich mit den Rändern
des verbleibenden Teiles der passivierten Oberflächenschicht decken.
Nach der Ablagerung der Goldschicht 20 werden die
verbleibenden Teile der Photolackschicht 18 gelöst, so dsß die daraufliegenden Teile der Goldschichl 20 durch
einen Abhebeeffekt entfernt werden. So verbleiben auf jedem Elementkörper 11 zwei Goldkontaklschichten 2t
und 22, zwischen denen ein wirksames Oberflächengebiet von 50 μπι ■ 50 μπι definiert wird. Die Kontakt-
2(i schichten 21 erstrecken sich über den abgerundeten
Rand auf einer Seite der Elemente und die Kontaktschichten 22 erstrecken sich teilweise auf den verbleibenden
Teilen der Goldstreifen 14, die den abgerundeten Rand auf der anderen Seite der Elemente bedecken.
So tritt eine gewisse Asymmetrie auf, sofern die Kontaktschichten 22 teilweise auf einer Seite dicker als die
Kontaktschichten 21 auf der anderen Seite sind.
Fig. 17 und 18 zeigen im Querschnitt bzw. in Draufsicht
einen Teil des Gebildes nach dem Lösen der Photolackschichtteile 18. Die vorher durchgeführte Abrundung
der gegenüberliegenden Ränder der Elementkörper, über die die Kontaktschichten 21 und 22 angeordnet
sind, ermöglicht es, daß die Elementkörper 11 mit den aufgebrachten Kontaktschichten bei der weiteren
J5 Herstellung einer Infrarotdetektoranordnung verwendet
werden, derart, daß ein äußerer elektrischer Kontakt mit den Elemcntkörpern durch einen FilmablagerungEvorgang
wesentlich erleichtert wird. In dieser Hinsicht sei auf die bereits genannte DE-OS 26 32 269 verwiesen.
In der Bearbeitungsstufe nach den Fi g. 17 und 18 ist
eine Vielzahl (etwa zweitausend) von Kadmiumquecksilbertellurid-Elementkörpern 11 mit aufgebrachten
Kontaktschichten vorhanden, die alle nach wie νο·~ über die Wachsschicht 7 auf dem Polierblock 5 fixiert sind. Es
ist einleuchtend, daß infolge des Bearbeitungsverfahrens, bei dem von einer von einem Block abgeschnittenen
Scheibe ausgegangen wird, eine gewisse Variation in den Eigenschaften der Elementkörper 11 über die
ganze gebildete Matrix bestehen kann. Um die Elementkörper 11 ohne wesentlichen Ausschuß ausnutzen zu
können, besteht der nächste Bearbeitungsschritt darin, daß einzelne Elementkörper 11 von ausgewählten Stellen
der Matrix entfernt und die so entfernten Elemente unterschiedlichen Prüfvorgängen der obenbeschriebenen
Art unterworfen werden. Auf diese Weise kann eine Art »Obersichtskarte« der Eigenschaften der Elemente
über die ganze Matrix erhalten und benutzt werden, wenn eines oder mehrere der Elementkörper 11 zur
Entfernung während der weiteren Herstellung einer Infrarotdetektoranordnung
ausgewählt werden. Insbesondere bei der Herstellung einer durch mehrere Elemente
gebildeten Anordnung wird dann eine Gruppe nebeneinander liegender Elementkörper in der Matrix
auf dem Polierblock zur Entfernung in Abhängigkeit von den ausgewerteten Eigenschaften der einzelnen
vorher für die Prüfvorgänge entfernten Elementkörper ausgewählt
13
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Elementkörper 11 einzeln von dem Polierb'iock auf mechanischem
Wege durch Abheben von dem Wachs mittels eines feinen Werkzeuges entfernt
F i g. 19 zeigt in einer vergrößerten Draufsicht einen Elementkörper 11, dar noch über die Wachsschicht 7 auf
dem Polierblock 5 fixiert ist, während die F i g. 20 und 21 Querschnitte längs der Linien XX-XX bzw. XXl-XXI
S der Fig. 19 zeigen. In Fig.20 und 21 ist die vor der
\ Befestigung der Scheibe auf dem Polierblock 5 erzeugte
Oxidschicht mit der gestrichelten Linie 4 angegeben. Die nach der Sensibilisierung der aktiven Oberflächenschicht
nach der Definition der Elemente erzeugte Passivierungsschicht ist mit der gestrichelten Linie 17 angegeben
und aus Fig.2i ist ersichtlich, daß diese sehr dünne Oberflächenschicht auch entlang der angrenzenden
Teile d?r longitudinalen Seitenflächen des Elementkörpers
11 gebildet wird. Die lateralen Grenzen des Gebietes der oberen Fläche, über das die Passivierungsbehandlung
durchgeführt wurde, sind mit den Linien 24 in F: g. J 9 angegeben.
Aus F i g. 20 ist ersichtlich, daß sich eine Goldkontaktschicht mit einer Dicke von 0,5 μπι über den abgerundeten
Rand des Elementkörpers 11 auf einer Seite desselben erstreckt Auf dem abgerundeten Rand auf der gegenüberliegenden
Seite des Elementkörpers 11 ist der verbleibende Teil des Goldstreifens 14 mit einer Dicke
von 0,5 μπι vorhanden. Auf diesem Teil des Streifens 14
ist die Goldkontaktschicht 22 mit einer Dicke von
0,5 μπι vorhanden, wobei sich die Kontaktschicht 22 30 *'
weiter in Berührung mit der oberen Fläche des Elementkörpers 11 erstreckt So weist auf einer Seite des Elementkörpers
die zusammengesetzte Goldkontaktschicht 14, 22 eine Dicke von 1 μπι auf. während auf der
anderen Seite die Goldkontaktschicht eine nahezu gleichmäßige Dicke von 05 μιτι aufweist. ,
Fa dürfte einleuchten, daß im Rahmen der Erfindung viele Abwandlungen möglich sind. Zum Beispiel kann
das Verfahren bei der Herstellung von Infrarotdcteklorelcmcnten
aus anderen Materialien, wie Indiumanlimonid. verwendet werden. Statt eine Matrix nach
Fig. 17 anzuordnen, wobei alle Elementkörper 11 gleich groß sind und gleiche aktive Oberflächengebiete
aufweisen, kann das Verfahren derart durchgeführt werden, daß aus einer einzigen Ausgangsscheibe eine
Matrix erhalten wird, wobei für die Elementkörper mindestens
zwei verschiedene Größen bestehen. Dies kann
leicht bei der ersten Photomaskierungsstufe beim Definieren der Breite der streifenförmigen Teile 9 erhalten
werden. Obgleich in der beschriebenen Ausführungsform das Verfahren das Aufbringen ohmscher Kontaktschichten
auf Elementkörper mit einer gleichmäßigen Materialzusammensetzung zur Anwendung in Detektoren
umfaßt, deren Wirkung auf der Eigcnphotoleitfähig· keil basiert, ist im Rahmen der Erfindung auch ein Vcrfahren
möglich, bei dem die V.lemenikorpcr derart gcbildel
werden, daß sie je einen pn-übergang in dem empfindlichen
(iebiet enthalten und die sich über die gekrümmten
Ränder auf den beiden gegenüberliegenden Seilen des empfindlichen Gebietes eines F.lenicntkör- bo
pcrs erstreckenden Kontaktschichten einen Kontakt mit den p- und n-lcitcndcn Gebieten in dem Elementkörper
bilden.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von Infrarotdetektorelementen mit jeweils einem nahezu
rechteckigen Körper aus einem für Infrarotstrahlung empfindlichen Material, bei dem eine Scheibe
' aus dem infrarotempfindlichen Material auf einem Trägerkörper befestigt wird, die Dicke der Scheibe
herabgesetzt wird, die Scheibe in gesonderte Detektorelemente zerteilt und die freiliegende Oberfläche
jedes Detektorelements durch Ablagern eines elektrisch leitenden Materials mit zwei auf Abstand liegenden
elektrischen Kontakten niedrigen Widerstandes versehen wird, zwischen denen sich das
strahlungsempfindlichc Gebiet des Elementes erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, daß
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2632248A DE2632248C2 (de) | 1976-07-17 | 1976-07-17 | Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von Infrarotdetektorelementen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2632248A DE2632248C2 (de) | 1976-07-17 | 1976-07-17 | Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von Infrarotdetektorelementen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2632248A1 DE2632248A1 (de) | 1978-01-19 |
DE2632248C2 true DE2632248C2 (de) | 1985-08-22 |
Family
ID=5983270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2632248A Expired DE2632248C2 (de) | 1976-07-17 | 1976-07-17 | Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von Infrarotdetektorelementen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2632248C2 (de) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL290121A (de) * | 1963-03-12 | |||
DE1464897A1 (de) * | 1964-07-07 | 1969-06-26 | Elbe Kamera Gmbh | Anordnung zum Kontaktieren von auf einem Traeger aufgebrachten duennen Schichten,insbesondere bei photoelektrischen Bauelementen |
DE2307754A1 (de) * | 1973-02-16 | 1974-08-22 | Hitachi Ltd | Verfahren zur herstellung mehrschichtiger verbindungen |
-
1976
- 1976-07-17 DE DE2632248A patent/DE2632248C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2632248A1 (de) | 1978-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2954481C2 (de) | Leistungs-mosfet-anordnung. | |
DE69231990T2 (de) | Feld aus integrierten mikromechanischen strahlungssensoren und verfahren zur herstellung. | |
DE2212049C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung eines Transistors | |
DE10051890A1 (de) | Halbleiterwaferteilungsverfahren | |
DE2511925A1 (de) | Verfahren zum herstellen einer vielzahl von halbleiterbauteilen | |
DE2429026A1 (de) | Verfahren zum kopieren von duennfilmmustern auf einem substrat und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE2646308B2 (de) | Verfahren zum Herstellen nahe beieinander liegender elektrisch leitender Schichten | |
DE3153186C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Schottky-Sperrschicht-Photodetektors | |
DE2454705A1 (de) | Ladungskopplungsanordnung | |
DE2101028C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen | |
DE2453279C3 (de) | Halbleiteranordnung | |
DE2410628A1 (de) | Ladungsgekoppelte halbleiteranordnung | |
DE2031082C2 (de) | Planares Halbleiterbauelement | |
DE2448015C2 (de) | Verfahren zum Herstellen von Zweiwegthyristortrioden | |
EP0308816A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Anschlusskontakten für Dünnfilm-Magnetköpfe | |
DE2739530C2 (de) | ||
EP0105189B1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Metallelektroden unterschiedlicher Dicke für Halbleiterbauelemente, insbesondere für Leistungshalbleiterbauelemente wie Thyristoren | |
DE2632248C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Anzahl von Infrarotdetektorelementen | |
DE19604405C2 (de) | Verfahren zum Vereinzeln von in einem Körper enthaltenen elektronischen Elementen | |
DE2039027C3 (de) | Halbleiteranordnung mit einem Träger aus Isoliermaterial, einem Halbleiterbauelement und einem Anschlußfleck | |
DE3128629A1 (de) | Rueckaetzverfahren fuer integrierte schaltkreise | |
DE2333812C3 (de) | Magnetkopf in Dünnschichttechnik und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3003911C2 (de) | Halbleiterschaltungsanordnung mit einem Halbleiterwiderstand | |
DE3634850A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer groesstintegrierten halbleiter-schaltungseinrichtung vom standardscheibentyp | |
DE2718781C2 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8380 | Miscellaneous part iii |
Free format text: SP. 2, Z., 23/24 "STEIFENFOERMIGEN" AENDERN IN "STREIFENFOERMIGEN" SP. 2, Z. 63, "GEEIGENTEN" AENDERN IN "GEEIGNETEN" SP.4, Z. 20 "DEKETORANORDNUNGEN" AENDERN IN "DETEKTORANORDNUNGEN" SP. 7, Z. 23 "GEGENSETINGEN" AENDERN IN "GEGENSEITIGEN" |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |