FR2967819A1

FR2967819A1 - Reseau plan focal encapsule sur tranche

Info

Publication number: FR2967819A1
Application number: FR1160677A
Authority: FR
Inventors: Steven H Black; Thomas A Kocian
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-05-25
Anticipated expiration: 2031-11-23
Also published as: US8608894B2; DE102011119158B4; TW201232603A; DE102011119158A1; US20120139072A1; IL216514A0; FR2967819B1; TWI471897B; JP5759345B2; JP2012137479A

Abstract

Procédé de fabrication d'un réseau plan focal encapsulé sur tranche, selon certains modes de réalisation, comprenant la formation d'une tranche de détecteurs. La formation de la tranche de détecteurs comprend la formation d'une pluralité de réseaux de détecteurs et de circuits de lecture. Le procédé comprend la formation d'une tranche couvercle. La formation de la tranche couvercle comprend le polissage d'une surface de tranche de Czochralski à confinement magnétique MCZ, l'assemblage d'une tranche de Czochralski à la tranche MCZ et la formation de poches dans la tranche de Czochralski. Chaque poche expose une partie de la surface polie de la tranche MCZ. Le procédé comprend en outre l'assemblage de la tranche couvercle et de la tranche de détecteurs de telle sorte que chaque réseau de détecteurs et circuit de lecture soit scellé à l'intérieur d'une poche différente.

Description

RESEAU PLAN FOCAL ENCAPSULE SUR TRANCHE

La présente invention concerne de façon générale les réseaux plan focal encapsulés sur une tranche (de l'anglais wafer). Un réseau plan focal encapsulé comprend un réseau de détecteurs, un circuit de lecture associé et un cache transmissif qui scelle le réseau de détecteurs et le circuit de lecture. Une manière selon laquelle les réseaux plan focal sont encapsulés implique tout d'abord la fabrication de plusieurs réseaux de détecteurs avec leurs circuits de lecture correspondants. Chaque réseau plan focal est ensuite couvert individuellement et scellé avec un cache transmissif. Le cache est d'ordinaire appliqué au cours d'un processus distinct et est fabriqué à partir de germanium ou de silicium à zone flottante. Selon des modes de réalisation particuliers, un procédé de fabrication d'un réseau plan focal encapsulé sur tranche comprend une ou plusieurs caractéristiques suivantes. Le procédé comprend une étape consistant à former une tranche de détecteurs. La formation de la tranche de détecteurs comprend la formation d'une pluralité de réseaux de détecteurs. Chaque réseau de détecteurs comprend une pluralité de détecteurs individuels. La formation d'une tranche de détecteurs comprend en outre la formation d'une pluralité de circuits de lecture. Chaque circuit de lecture est associé à un réseau de détecteurs différent. Le procédé comprend également la formation d'une tranche couvercle. La formation de la tranche couvercle comprend le polissage d'au moins une surface d'une tranche de Czochralski à confinement magnétique, également appelée tranche MCZ (de l'anglais Magnetically-Confined Czochralski). La formation de la tranche couvercle comprend en outre l'asemblage d'une tranche de Czochralski et de la tranche MCZ. La formation de la tranche couvercle comprend en outre la formation d'une pluralité de poches dans la tranche de Czochralski. Chaque poche expose une partie de l'au moins une surface polie de la tranche MCZ. Le procédé comprend également l'assemblage de la tranche couvercle et de la tranche de détecteurs de telle sorte que chaque réseau de détecteurs et circuit de lecture soient scellés à l'intérieur d'une poche différente. Cela forme une pluralité de réseaux plan focal encapsulés sur tranche. Le procédé comprend en outre la séparation d'au moins un réseau plan focal encapsulé sur tranche de la pluralité de réseaux plan focal encapsulés sur tranche.

Certains modes de réalisation de l'invention présentent un ou plusieurs des avantages techniques suivants. Par exemple, un avantage technique d'un mode de réalisation est qu'un ou plusieurs réseaux plan focal sont fabriqué(s) au moyen d'une tranche MCZ dans un détecteur encapsulé sur tranche. Cela réduit le coût des détecteurs et/ou diminue le temps de fabrication. D'autres avantages techniques ressortiront clairement pour l'homme du métier lors de l'examen des figures, de la description et des revendications suivantes. De plus, alors que les avantages spécifiques ont été énumérés ci-dessus, divers modes de réalisation comprennent l'ensemble, une partie ou aucun des avantages énumérés.

Pour une compréhension plus complète de modes de réalisation particuliers et de leurs avantages, nous allons à présent nous référer à la description suivante, faite en relation avec les dessins joints, sur lesquels : - la figure 1 illustre un exemple de tranche couvercle utilisée dans la fabrication d'un réseau plan focal encapsulé sur tranche, conformément à des modes de réalisation particuliers ; - la figure 2 illustre un schéma de principe en coupe d'un réseau plan focal encapsulé sur tranche, conformément à des modes de réalisation particuliers ; et - les figures 3A et 3B illustrent un procédé de fabrication d'un réseau plan 20 focal encapsulé sur tranche conformément à des modes de réalisation particuliers. La figure 1 illustre un exemple de tranche couvercle utilisée dans la fabrication d'un réseau plan focal encapsulé sur tranche, selon des modes de réalisation particuliers. La tranche couvercle 100 sert de cache pour une pluralité 25 de réseaux plan focal encapsulés sur tranche différents. En tant que telle, la tranche couvercle 100 scelle une pluralité de réseaux de détecteurs et leurs circuits de lecture correspondants par rapport à l'environnement ambiant. Par souci pratique, un réseau de détecteurs et son circuit de lecture correspondant sont appelés, de manière générale, réseau plan focal (FPA). Le réseau de 30 détecteurs d'un réseau plan focal encapsulé sur tranche comprend n'importe lequel d'une variété de détecteurs différents, tels que les détecteurs à infrarouge de grande longueur d'onde, les détecteurs à infrarouge de courte longueur d'onde, les détecteurs proche infrarouge ou n'importe quel autre détecteur capable de capturer des images, thermique ou autre. Sur la figure 1, la tranche

couvercle 100 est illustrée à partir d'une perspective représentant la face inférieure de la tranche couvercle 100. La face inférieure de la tranche couvercle 100 comprend la surface de la tranche couvercle 100 qui est assemblée à un substrat d'une tranche de détecteurs comprenant la pluralité de réseaux plan focal. La tranche couvercle 100 est alignée sur la tranche de détecteurs de telle sorte que chaque poche 130 s'aligne sur un réseau plan focal différent. Dans le mode de réalisation illustré, la tranche couvercle 100 comprend plusieurs poches 130 formées dans la tranche de Czochralski 120 (tranche CZ 120). Chaque poche 130 correspond à un réseau plan focal différent et est configurée de telle sorte que le réseau plan focal s'adapte à l'intérieur de la poche correspondante 130. Les poches 130 sont couvertes par une tranche de Czochralski à confinement magnétique 110 polie (tranche MCZ 110). La tranche MCZ 110 est formée à partir de silicium haute pureté à faible teneur en oxygène. Dans certains scénarios, la tranche MCZ 110 est une tranche de silicium facilement disponible dans des tailles de tranches de 200 millimètres et 300 millimètres. Dans certains modes de réalisation, la tranche MCZ 110 est transmissive à une variété de longueurs d'ondes de rayonnement incident, comprenant à la fois l'infrarouge de longueur d'onde moyenne (par exemple, entre 3 micromètres et 5 micromètres) et l'infrarouge de grande longueur d'onde (par exemple, entre 7 micromètres et 14 micromètres). Par exemple, la tranche MCZ 110 est utilisée en tant que cache pour un détecteur infrarouge (IR) de grande longueur d'onde utilisé pour l'imagerie IR. Dans certains modes de réalisation, la tranche MCZ 110 est revêtue d'un ou plusieurs matériaux pour mieux affiner ou filtrer la bande passante avec laquelle la tranche couvercle 110 est transmissive. Par exemple, la tranche MCZ 110 est revêtue d'un revêtement anti-réfléchissant. Selon un autre exemple, la tranche MCZ 110 est modélisée avec une structure de sous-longueur d'onde pour permettre à la lumière infrarouge de grande longueur d'onde d'atteindre plus efficacement un réseau plan focal couvert. Dans certains modes de réalisation, la tranche MCZ 110 est polie des deux côtés pour réduire l'impact de la tranche MCZ 110 sur le rayonnement incident traversant la tranche MCZ 110 pour permettre plus facilement à la lumière de la traverser. Par exemple, la tranche MCZ 110 est polie selon des normes de qualité optique. Dans certains modes de réalisation, la tranche MCZ 110 fait entre environ 200 et 1500 micromètres d'épaisseur. Par

exemple, dans des modes de réalisation particuliers, la tranche MCZ 110 fait environ 725 micromètres d'épaisseur. Alors que sur la figure 1, la tranche CZ 120 est fabriquée à partir de silicium CZ, n'importe laquelle parmi une variété de tranches de silicium en vrac est utilisée pour la tranche CZ 120. Dans des modes de réalisation particuliers, la tranche CZ 120 est un support qui maintient la tranche MCZ 110 élevée au-dessus d'un réseau plan focal correspondant couvert par la tranche couvercle 100. L'épaisseur de la tranche CZ 120 varie en fonction de l'épaisseur du réseau plan focal couvert par la tranche couvercle 100 et/ou d'une taille d'espace souhaitée entre le réseau plan focal et la tranche MCZ 110. Selon le scénario, la tranche CZ 120 fait entre environ 50 et 1000 micromètres d'épaisseur. Par exemple, dans certains modes de réalisation, la tranche CZ 120 fait environ 300 micromètres d'épaisseur. Dans certains modes de réalisation, la tranche CZ 120 est assemblée à la tranche MCZ 120 par le biais de la couche d'oxyde thermique 140. Par exemple, la couche d'oxyde thermique 140 croît sur la tranche MCZ 110 ou sur la tranche CZ 120 avantl'assemblage. La couche d'oxyde 140 est ensuite utilisée dans l'assemblage thermique de la tranche CZ 120 avec la tranche MCZ 110. En plus de faciliter l'assemblage de la tranche CZ 120 et de la tranche MCZ 110, la couche d'oxyde thermique 140 sert d'arrêt de gravure lorsque les poches 130 sont formées. La longueur, la largeur et la profondeur des poches 130 correspondent à la longueur, la largeur et la hauteur d'un réseau plan focal 130. Cela permet au réseau plan focal d'être adapté à l'intérieur de la poche 130. La profondeur des poches 130 est contrôlée par l'épaisseur de la tranche CZ 120. Les poches 130 sont formées dans la tranche CZ 120 au moyen de n'importe laquelle d'une variété de techniques effectuées soit avant, soit après assemblage de la tranche CZ 120 à la tranche MCZ 110. Par exemple, dans certains modes de réalisation, les poches 130 sont formées par gravure ionique réactive de la tranche CZ 120.

Dans un tel mode de réalisation, la couche d'oxyde thermique 140 empêche la gravure ionique réactive d'atteindre la tranche MCZ 110. Cela aide à empêcher qu'un impact corrosif de la gravure ionique réactive affecte le poli de la tranche MCZ 110. Une fois que les poches 130 ont été gravées dans la tranche CZ 120, la couche d'oxyde thermique 140 est éliminée des poches 130 et la surface polie

de la tranche MCZ 110 est exposée. Ceci permet à toute lumière de traverser la tranche de la couche MCZ 110 et d'atteindre le réseau plan focal sous-jacent. Selon un autre exemple, les poches 130 sont formées dans la tranche CZ 120 avant assemblage à la tranche MCZ 110. Par exemple, les poches 130 sont découpées de la tranche CZ 120 ou la tranche CZ est fabriquée avec les poches 130 formées à l'intérieur de celle-ci. La figure 2 est un schéma de principe en coupe d'un réseau plan focal encapsulé sur tranche, selon des modes de réalisation particuliers. Dans le mode de réalisation illustré, le FPA encapsulé sur tranche 200 est représenté comme recevant le rayonnement incident 280 (par exemple, infrarouge de grande longueur d'onde, infrarouge de courte longueur d'onde, infrarouge de longueur d'onde moyenne, etc.) de la scène 270. Le rayonnement incident 280 traverse la couche MCZ 210 et est mesuré par le réseau de détecteurs 250 et le circuit de lecture 260. Par exemple, le circuit de lecture 260 détermine les changements de résistance des détecteurs individuels dans le réseau de détecteurs 250 en réponse au rayonnement incident 280. Ces changements de résistance sont utilisés pour générer une image de scène 270. La plage de bande passante ou la plage de spectre du rayonnement incident 280 qui atteint le réseau de détecteurs 250 dépend d'un revêtement appliqué à la couche MCZ 210. Par exemple, la couche MCZ 210 comprend une faible teneur en oxygène et des surfaces polies qui permettent à une gamme étendue de rayonnements incidents de les traverser sans absorber ni réfléchir une quantité sensible de rayonnement 280. Un revêtement d'une ou plusieurs couches d'un matériau, tel que sulfure de zinc et/ou germanium est appliqué à la couche MCZ 210. Le revêtement filtre des bandes particulières de rayonnement incident 280. Le filtrage est basé sur l'application ou l'utilisation prévue du FPA encapsulé sur tranche 200. L'utilisation de silicium MCZ pour la couche MCZ 210 se distingue des FPA encapsulés de manière classique dans lesquels la fenêtre de couverture est composée de germanium ou de silicium à zone flottante.

Dans le mode de réalisation illustré, la couche MCZ 210 est assemblée à la couche CZ 220 via la couche d'oxyde thermique 240. La couche d'oxyde thermique 240 sert à la fois de matériau de liaison lors de l'assemblage de la couche MCZ 210 et de la couche CZ 220 et d'arrêt de gravure lors de la formation de la poche 230. Avant l'assemblage de la couche CZ 220 au substrat

de silicium 290, tout oxyde thermique dans la poche 230 est éliminé de sorte qu'il n'interfère pas avec le rayonnement incident 280 atteignant le réseau de détecteurs 250. Une fois que la couche CZ 220 est assemblée au substrat de silicium 290, la couche CZ 220 supporte une couche MCZ 210 au-dessus du réseau de détecteurs 250 et du circuit de lecture 260. Ceci crée une cavité scellée hermétiquement à l'intérieur de laquelle sont logés le réseau de détecteurs 250 et le circuit de lecture 260. Le réseau de détecteurs 250 comprend n'importe lequel d'une variété de détecteurs différents configuré pour détecter n'importe laquelle d'une variété de longueurs d'onde différentes de rayonnement incident 280. Le type de détecteurs du réseau de détecteurs 250 et le revêtement appliqué à la couche MCZ 210 correspondent l'un avec l'autre. Par exemple, si le réseau de détecteurs 250 est configuré pour détecter l'infrarouge de courte longueur d'onde, la couche MCZ 210 est revêtue d'un matériau qui est transmissif pour l'infrarouge de courte longueur d'onde et/ou absorbe ou réfléchit des longueurs d'onde autres que l'infrarouge de courte longueur d'onde. Dans des modes de réalisation particuliers, le réseau de détecteurs 250 comprend un réseau bidimensionnel de détecteurs individuels, chaque détecteur est individuellement sensible au rayonnement incident 280. Les dimensions du réseau bidimensionnel varient en fonction de l'application prévue. Par exemple, dans certains modes de réalisation, le réseau bidimensionnel comprend 640 colonnes sur 480 rangées. Dans certains modes de réalisation, le réseau de détecteurs 250 comprend un réseau de détecteurs microbolomètres. Chaque microbolomètre subit un changement dû à un changement de température causé par le rayonnement incident 280. Le changement de résistance est déterminé et/ou interprété par le circuit de lecture 260. Le signal obtenu du circuit de lecture 260 est utilisé pour générer une image, telle qu'une image thermique, d'une scène 270.

Le réseau de détecteurs 250 et les circuits de lecture 260 sont formés sur le substrat 290. Le substrat 290, le réseau de détecteurs 250 et les circuits de lecture 260 constituent une partie d'une tranche de détecteurs plus grande. La tranche de détecteurs a à peu près la même taille et la même forme que la tranche couvercle 100 illustrée sur la figure 1. La tranche de détecteurs

comprend un certain nombre de réseaux de détecteurs et de circuits de lecture formés sur un seul substrat 290. Le nombre de réseaux de détecteurs et de circuits de lecture correspond au nombre de poches sur la tranche couvercle. Les figures 3A et 3B illustrent un procédé de fabrication d'un réseau plan focal encapsulé sur tranche, selon des modes de réalisation particuliers. La figure 3A est un organigramme montrant certaines étapes d'un procédé de fabrication de FPA encapsulés sur tranche. La figure 3B illustre différentes couches d'un FPA encapsulé sur tranche à différents stades pendant la fabrication d'un FPA encapsulé sur tranche. Les couches sur la figure 3B sont numérotées pour correspondre à la numérotation des étapes illustrées sur la figure 3A. Par exemple, la couche 315b correspond à l'étape 315a. Le procédé démarre à l'étape 305a avec la formation de réseaux de détecteurs multiples. Les réseaux de détecteurs sont formés sur un seul substrat de silicium. Chaque réseau de détecteurs est un réseau de détecteurs distinct.

Chaque réseau de détecteurs formé à l'étape 305a comprend un réseau bidimensionnel de détecteurs individuels. Le type des détecteurs varie en fonction du mode de réalisation ou du scénario. Par exemple, dans certains modes de réalisation, les détecteurs individuels comprennent des détecteurs microbolomètres qui peuvent être utilisés pour générer des images thermiques.

A l'étape 310a, de multiples circuits de lecture sont formés. Chaque circuit de lecture est associé à un réseau de détecteurs différent. Dans certains modes de réalisation, à la fois le réseau de détecteurs et le circuit de lecture sont formés sur le même substrat de silicium. En fonction du mode de réalisation, les circuits de lecture sont formés avant, après ou en même temps que les réseaux de détecteurs. Chaque circuit de lecture est configuré pour générer un signal, tel qu'un signal d'image, sur la base des réponses des détecteurs du réseau de détecteurs correspondant. Chaque paire de réseau de détecteurs et circuit de lecture forme un réseau plan focal. Les réseaux de détecteurs et circuits de lecture multiples forment ainsi des réseaux plan focal multiples. Les réseaux plan focal multiples sont formés sur la même tranche de silicium. La tranche comprenant les multiples réseaux plan focal est appelée tranche de détecteurs. Dans certains modes de réalisation, la tranche de détecteurs est considérée comme une tranche de systèmes mécaniques micro-électriques (MEMS). Dans certains

modes de réalisation, les étapes 305a et 310a sont combinées en une seule étape de réception d'une tranche de détecteurs. A l'étape 315a, une tranche de czochralski à confinement magnétique (tranche MCZ) est polie. La tranche MCZ est polie à un standard de semi- conducteur (par exemple, ayant une rugosité inférieure à 1 nanomètre). Par exemple, la tranche MCZ est polie en utilisant les techniques utilisées pour polir les verres de lunettes. Ceci aide à réduire l'impact de la tranche MCZ sur le rayonnement incident qui traverse la tranche MCZ polie. La tranche MCZ polie agit comme un substrat de fenêtre couvrant les réseaux plan focal multiples. Par exemple, dans certains modes de réalisation, la tranche MCZ couvre de multiples détecteurs infrarouges de grande longueur d'onde non refroidis. Dans certains modes de réalisation, le silicium développé par la technique MCZ est utilisé pour produire des tranches MCZ qui ont une basse teneur en oxygène. Dans les tranches de silicium types, le niveau d'oxygène est tel que des longueurs d'onde supérieures à 9 micromètres sont souvent absorbées du fait de la présence d'oxygène dans le silicium. Ces longueurs d'onde sont souvent utilisées avec des détecteurs infrarouge, faisant ainsi du silicium type un matériau moins désirable pour un cache destiné à un détecteur infrarouge de grande longueur d'onde. En conséquence, en raison de la teneur relativement basse en oxygène du silicium développé par MCZ, la tranche MCZ est transmissive par rapport à la lumière dans une bande telle que de 7 micromètres à 14 micromètres. Le silicium MCZ est développé sur n'importe quelle taille de tranche, telle que de 200 millimètres (mm) ou 300 mm. Les propriétés optiques d'une tranche MCZ sont équivalentes à celles d'une tranche de silicium à zone flottante. La couche 315b montre une vue de côté d'une partie d'une tranche MCZ. A l'étape 320a, une couche d'oxyde thermique est développée sur la tranche MCZ. La couche d'oxyde thermique a deux fonctions. Tout d'abord, la couche d'oxyde thermique assure l'adhésion entre la tranche MCZ et la tranche CZ pour assembler les deux tranches à l'étape 325a, décrite ci-après. Deuxièmement, la couche d'oxyde thermique fournit un arrêt de gravure. En tant qu'arrêt de gravure, la couche d'oxyde thermique empêche la gravure chimique utilisée dans la formation des poches dans la tranche CZ à l'étape 330a, expliquée ci-après, d'atteindre la tranche MCZ. Ceci empêche la gravure

chimique de rayer la surface polie de la tranche MCA. La couche 320b illustre la couche d'oxyde thermique formée le long de la surface inférieure de la tranche MCZ. A l'étape 325a, la tranche CZ et la tranche MCZ sont assemblées. Dans l'exemple de mode de réalisation, la couche d'oxyde thermique développée à l'étape 320a est utilisée pour assurer l'assemblage à l'oxyde de la tranche CZ et de la tranche MCZ. Bien que dans cet exemple de mode de réalisation, la liaison à l'oxyde soit utilisée pour assembler les deux tranches, d'autres modes de réalisation utilisent d'autres techniques pour assembler les deux tranches, par exemple, la liaison au silicium directe sans la présence d'oxyde. En tant qu'autre exemple, la liaison adhésive est utilisée. Comme on peut le comprendre, si les deux tranches sont assemblées en utilisant autre chose que la couche d'oxyde thermique développée à l'étape 320a, alors l'étape 320a est omise ou remplacée par une étape différente dans laquelle l'adhésion utilisée pour assembler les deux tranches est appliquée ou développée. Comme indiqué plus haut, la tranche CZ a une épaisseur basée sur la hauteur du réseau plan focal etlou sur la taille de l'espace souhaité entre le réseau plan focal et la tranche MCZ. Par exemple, plus la hauteur du réseau plan focal au-dessus de son substrat de silicium est élevée, plus l'épaisseur de la tranche CZ est importante. Comme on le voit dans la couche 325b, la tranche MCZ et la tranche CZ sont assemblées en un seul empilement avec la couche d'oxyde thermique entre elles. A l'étape 330a, des poches sont formées dans la tranche CZ. Dans certains modes de réalisation, les poches formées dans la tranche CZ sont formées en utilisant une gravure ionique réactive profonde (DRIE). A l'aide d'une DRIE, la couche d'oxyde thermique développée sur le fond de la tranche MCZ sert d'arrêt de gravure, empêchant la gravure ionique de rayer la surface polie de la tranche MCZ. La taille des poches formées à l'étape 330a correspond par exemple à la taille du réseau de détecteurs et de son circuit de lecture correspondant. Une fois que la tranche CZ a été gravée, la couche d'oxyde thermique est éliminée. Ainsi, une fois que les poches ont été formées, une zone correspondante de la tranche MCZ est exposée pour chaque poche qui est formée. La couche 330b illustre les poches réalisées dans la couche CZ ainsi que la couche d'oxyde thermique. La couche 330b illustre une partie d'une tranche couvercle finie.

A l'étape 335a, une couche de matériau transmissif est appliquée aux poches et/ou sur le dessus de la tranche MCZ. Le matériau est appliqué à des bandes passantes particulières de filtre de rayonnement incident. Le type de matériau appliqué varie en fonction de l'application souhaitée. A savoir, en fonction des longueurs d'onde de rayonnement souhaitées pour atteindre le réseau plan focal, différents matériaux transmissifs sont appliqués à la tranche MCZ. Dans certains modes de réalisation, le matériau appliqué est transmissif à une lumière ayant des longueurs d'onde comprises entre 7 micromètres et 14 micromètres. Celles-ci sont une plage de bande passante courante utilisée pour l'imagerie infrarouge de grande longueur d'onde. Dans certains modes de réalisation, un revêtement multi-couches constitué de couches alternées de germanium et de séléniure de zinc est appliqué sur le dessus de la surface polie de la tranche MCZ et/ou les poches de la tranche MCZ. Dans certains modes de réalisation, le matériau transmissif comprend un revêtement anti-réfléchissant qui est appliqué à la tranche MCZ. Dans certains modes de réalisation, plusieurs couches de matériau transmissif sont appliquées. Bien que le matériau transmissif soit représenté comme appliqué après l'assemblage de la tranche couvercle et de la tranche de détecteurs, dans certains modes de réalisation, le matériau transmissif est appliqué avant l'assemblage de la tranche couvercle et de la tranche de détecteurs. Dans certains modes de réalisation, le matériau transmissif est appliqué à la surface supérieure de la tranche MCZ après assemblage. A l'étape 340a, la tranche couvercle et la tranche de détecteurs sont assemblées. La tranche couvercle correspond à une tranche formée à partir des étapes 315a à 330a et la tranche de détecteurs correspond à une tranche formée à partir des étapes 305a à 310a. La tranche couvercle et la tranche de détecteurs sont assemblées de telle sorte que les poches formées à l'étape 330a dans la tranche couvercle correspondent aux réseaux plan focal formés aux étapes 305a et 310a dans la tranche de détecteurs. Lors de l'assemblage de la tranche couvercle et de la tranche de détecteurs, la tranche couvercle couvre et/ou scelle les composants de la tranche de détecteurs à l'intérieur de poches individuelles. Ceci permet d'assurer la protection de chacun des réseaux plan focal. La tranche couvercle unique utilisée pour couvrir et sceller chacun des réseaux plan focal de la tranche de détecteurs permet la couverture d'une tranche de réseaux de plan

focal complète en une seule étape (contrairement à la couverture et au scellage de chaque réseau de plan focal individuellement). Etant donné qu'une seule tranche couvercle est utilisée pour une seule tranche de détecteurs, le réseau de plan focal obtenu est considéré comme un réseau de plan focal encapsulé sur tranche. Ceci se distingue des réseaux plan focal encapsulés de manière classique dans lesquels une couverture pour le réseau de plan focal est placée une fois que la couche de détecteurs a été séparée en détecteurs individuels. L'encapsulage des réseaux plan focal au niveau de la tranche réduit le coût et le temps de fabrication nécessaires pour produire les réseaux plan focal encapsulés. A l'étape 345a, les réseaux plan focal encapsulés sur tranche individuels sont séparés. Chaque réseau plan focal encapsulé sur tranche qui est séparé comprend à la fois un réseau plan focal et un cache. Ainsi, chaque réseau plan focal est scellé, protégé et est prêt à être utilisé dans n'importe quelle application souhaitée. Certaines des étapes illustrées sur la figure 3 sont susceptibles d'être combinées, modifiées ou supprimées si approprié, et des étapes supplémentaires peuvent également être ajoutées à l'organigramme. En outre, les étapes sont effectuées dans n'importe quel ordre approprié sans s'écarter de la portée des modes de réalisation particuliers. Les étapes illustrées sur la figure 3A ne sont qu'un exemple des étapes effectuées pour un mode de réalisation particulier, d'autres modes de réalisation sont susceptibles d'utiliser différentes étapes agencées dans un ordre différent. Par exemple, dans certains modes de réalisation, la tranche MCZ est polie plusieurs fois. Par exemple, la surface inférieure de la tranche MCZ est polie tout d'abord à l'étape 315a. Ensuite, à un moment ultérieur (par exemple, après l'étape 340a), la surface supérieure de la tranche MCZ est polie. En tant qu'autre exemple, dans certains modes de réalisation, le procédé inclut la réception d'une tranche de détecteurs qui a déjà été formée. Dans un tel scénario, les étapes 305a et 310a sont remplacées par une seule étape de réception d'une tranche de détecteurs. En tant qu'autre exemple, dans certains modes de réalisation, les poches sont gravées (ou formées autrement) dans la tranche CZ avant assemblage de la tranche CZ à la tranche MCZ. Dans un tel mode de réalisation, les étapes 325a et 330a sont commutées. En tant qu'autre exemple encore, dans certains modes de

réalisation, la couche de matériau transmissif est appliquée à la tranche MCZ plus tôt que dans l'étape 335a. Par exemple, le matériau transmissif est appliqué une fois que la tranche MCZ a été polie à l'étape 315a. Bien que des modes de réalisation particuliers aient été décrits en détail, il doit être entendu que divers autres changements, substitutions, combinaisons et altérations peuvent y être apportés sans s'écarter de l'esprit et de la portée de la divulgation. Il est prévu que des modes de réalisation particuliers englobent l'ensemble de ces changements, substitutions, variations, altérations et modifications comme se trouvant dans l'esprit et la portée des revendications annexées. Par exemple, bien qu'un mode de réalisation ait été décrit en référence à un nombre d'éléments inclus dans un FPA encapsulé sur tranche, tels que des poches, des réseaux de détecteurs, des circuits de lecture, une couche MCZ et une couche CZ, ces éléments sont susceptibles d'être combinés, réagencés ou positionnés afin de s'adapter à des besoins de détection particuliers. En outre, n'importe lesquels de ces éléments sont susceptibles d'être fournis sous la forme de composants internes intégrés ou externes distincts les uns des autres, le cas échéant. Des modes de réalisation particuliers envisagent une grande souplesse de l'agencement de ces éléments ainsi que de leurs composants internes.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un réseau plan focal encapsulé sur tranche, comprenant les étapes consistant à : - former une tranche de détecteurs, la formation de la tranche de détecteurs consistant à : + former une pluralité de réseaux de détecteurs, chaque réseau de détecteurs comprenant un réseau bidimensionnel de détecteurs individuels ; et + former une pluralité de circuits de lecture, chaque circuit de lecture étant associé avec un réseau de détecteurs différent ; - former une tranche couvercle, la formation de la tranche couvercle consistant à : + polir au moins une surface d'une tranche de Czochralski à confinement magnétique MCZ ; + assembler une tranche de Czochralski et la tranche MCZ ; et + former une pluralité de poches dans la tranche de Czochralski, chaque poche exposant une partie de l'au moins une surface polie de la tranche MCZ ; - assembler la tranche couvercle et la tranche de détecteurs de telle sorte que chaque réseau de détecteurs et circuit de lecture soientt scellés à l'intérieur d'une poche différente pour former une pluralité de réseaux plan focal encapsulés sur tranche ; et - séparer au moins un réseau plan focal encapsulé sur tranche de la pluralité de réseaux plan focal encapsulés sur tranche.
2. Procédé comprenant les étapes consistant à : - polir au moins une surface d'une tranche de Czochralski à confinement magnétique (MCZ) ; - assembler une tranche de Czochralski et la tranche MCZ ; et - former une pluralité de poches dans la tranche de Czochralski, la pluralité de poches étant configurées pour couvrir une pluralité correspondante de réseaux plan focal, chaque poche exposant une partie différente de l'au moins une surface polie de la tranche MCZ.
3. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre l'étape consistant à couvrir la pluralité correspondante de réseaux plan focal avec les tranches MCZ et de Czochralski assemblées pour former une pluralité correspondante de réseaux plan focal encapsulés sur tranche.
4. Procédé selon la revendication 3, comprenant en outre l'étape consistant à séparer au moins un réseau plan focal encapsulé sur tranche d'une pluralité restante de réseaux plan focal encapsulés sur tranche.
5. Procédé selon la revendication 3, comprenant en outre l'étape consistant à appliquer à la tranche MCZ, au moins une couche de matériau transmissif à la lumière la couche de matériau transmissif à la lumière et la tranche MCZ permettant à une lumière ayant une longueur d'onde comprise approximativement entre 7 et 14 micromètres d'atteindre la pluralité correspondante de réseaux plan focal.
6. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre l'étape consistant à polir une seconde surface de la tranche MCZ.
7. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la pluralité de poches dans la tranche de Czochralski sont formées avant l'assemblage de la tranche de Czochralski et de la tranche MCZ.
8. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre l'étape consistant, avant l'assemblage de la tranche de Czochralski et de la tranche MCZ, à faire croître une couche d'oxyde thermique sur l'au moins une surface polie de la tranche MCZ.
9. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la formation d'une pluralité de poches dans la tranche de Czochralski consiste à graver une pluralité de poches dans la tranche de Czochralski en utilisant une gravure ionique réactive.
10. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre l'étape consistant à appliquer une couche anti-réfléchissante avant l'assemblage de la tranche de Czochralski et de la tranche MCZ.
11. Procédé selon la revendication 2, comprenant en outre l'étape consistant à appliquer une couche anti-réfléchissante après l'assemblage de la tranche de Czochralski et de la tranche MCZ.
12. Réseau plan focal encapsulé sur tranche, comprenant : un réseau plan focal comprenant un réseau bidimensionnel de détecteurs et un circuit de lecture ; une couche de Czochralski couplée au réseau plan focal et entourant le réseau bidimensionnel de détecteurs et le circuit de lecture ; et une couche de silicium de Czochralski à confinement magnétique MCZ couplée à la couche de Czochralski et configurée pour sceller au moins le réseau bidimensionnel de détecteurs et le circuit de lecture du réseau plan focal dans une cavité.
13. Réseau plan focal encapsulé sur tranche selon la revendication 12, comprenant en outre une couche d'oxyde thermique configurée pour assembler la couche de silicium MCZ et la couche de Czochralski.
14. Réseau plan focal encapsulé sur tranche selon la revendication 12, dans lequel la couche de silicium MCZ comprend au moins une surface polie.
15. Réseau plan focal encapsulé sur tranche selon la revendication 12, comprenant en outre au moins une couche de matériau appliquée à la couche de silicium MCZ, l'au moins une couche de matériau et la couche de silicium MCZ étant configurées pour permettre à une lumière ayant une longueur d'onde approximativement comprise entre 7 et 14 micromètres d'atteindre le réseau de détecteurs.
16. Réseau plan focal encapsulé sur tranche selon la revendication 12, dans lequel la couche de silicium MCZ est une partie d'une tranche MCZ, la tranche MCZ étant configurée pour couvrir une pluralité de réseaux plan focal formés sur une tranche de détecteurs.
17. Réseau plan focal encapsulé sur tranche selon la revendication 12, dans lequel la couche de Czochralski couplée au réseau de détecteurs est une partie d'une tranche de Czochralski, la tranche de Czochralski étant configurée pour entourer individuellement une pluralité de réseaux plan focal formés sur une tranche de détecteurs.
18. Réseau plan focal encapsulé sur tranche selon la revendication 17, dans lequel la tranche de Czochralski comprend une pluralité de poches gravées à partir de la tranche de Czochralski, chaque poche de la pluralité de poches étant configurée pour entourer un réseau plan focal différent formé sur la tranche de détecteurs.