KR100802106B1 - Hybrid type infrared detector improving resolution and thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드형 적외선 검출기의 각각의 픽셀을 분리하여 우수한 해상도를 갖으며, 보다 간편한 제작 공정으로 보다 안정적인 특성을 나타내는 적외선 투과 전극을 제작하기 위한 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid type infrared detector with improved resolution and a method of manufacturing the same. More particularly, each pixel of the hybrid type infrared detector is separated to have excellent resolution and exhibits more stable characteristics with a simpler manufacturing process. The present invention relates to a hybrid type infrared detector having a high resolution for manufacturing an infrared transmitting electrode, and a method of manufacturing the same.
도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 하이브리드형 적외선 검출기는 검출기의 제작에 사용되는 HgCdTe, InSb의 물질 기판 위에 접합을 형성하고 접합과 접합 사이를 물리적으로 분리하지 않는 경우가 많았으며, 이에 따라 주변 픽셀과의 간섭을 일으켜 해상도를 떨어뜨리는 원인이 되었다.As shown in FIGS. 1 and 2, conventional hybrid infrared detectors often form a junction on a material substrate of HgCdTe and InSb used in the manufacture of the detector, and often do not physically separate the junction from the junction. As a result, interference with neighboring pixels caused a drop in resolution.
또한, 도 3에 도시한 종래의 하이브리드형 적외선 검출기 중 접합과 접합 사이를 물리적으로 분리하는 기법이 제시된 바 있으나, 각 픽셀을 전기적으로 연결하 는 공통 전극을 형성하는데 금속 그리드 구조를 사용하여 이를 극복하고자 하였으나, 수광 면적을 종래의 구조보다 협소해 질 수밖에 없는 문제점을 가지고 있었다.In addition, although a technique of physically separating the junction between the junctions of the conventional hybrid infrared detector shown in FIG. 3 has been proposed, a metal grid structure is used to form a common electrode for electrically connecting each pixel. However, the light receiving area had a problem that can only be narrowed than the conventional structure.
따라서, 상기한 종래의 문제점들을 극복하고자 종래의 하이브리드형 적외선 검출기를 제작함에 있어 금속 그리드 구조 대신 얇은 금속 재질의 반투명 전극을 사용하려는 시도가 있었으나, 반투명 전극의 전도 특성이나 투과도 특성이 만족스럽지 못하였으며, 적외선 검출기의 제작에 투명 전극을 이용하고자 하는 시도는 있었으나, 기 제시된 검출기의 구조는 MIS 전극 구조로써 적외선 검출기용으로 사용되는 물질으로 제작하기에는 기술적 어려움이 많아 실용성이 떨어지는 문제점을 가지고 있었다. Therefore, in order to overcome the above-mentioned problems, there have been attempts to use a thin metal translucent electrode instead of a metal grid structure in fabricating a conventional hybrid infrared detector, but the conduction characteristics and the transmittance characteristics of the translucent electrode were not satisfactory. Although attempts have been made to use transparent electrodes in the fabrication of infrared detectors, the proposed detector has a problem that its practicality is poor because of the technical difficulties of manufacturing the material used for the infrared detector as the MIS electrode structure.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 하이브리드형 적외선 검출기의 각각의 픽셀을 분리하여 주변 픽셀과읜 간섭을 제거하여 우수한 해상도를 갖을 수 있도록 하는데 있다.Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to separate each pixel of the hybrid infrared detector and to remove the interference with the surrounding pixels to have an excellent resolution. .
본 발명의 다른 목적은 보다 간편한 제작 공정으로 보다 안정적인 특성을 나타내는 적외선 투과 전극을 제작하기 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기의 제조방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a hybrid type infrared detector having improved resolution for manufacturing an infrared transmission electrode exhibiting more stable characteristics with a simpler manufacturing process.
본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여,In order to achieve the problem to be solved by the present invention,
본 발명인 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기는,The hybrid infrared detector of the present inventors resolution is improved,
적외선 검출기에 있어서,In the infrared detector,
전자-전공 쌍을 형성시키는 기판(110)과 기판에서 형성된 전자-전공 쌍을 분리하여 전기 신호로 변환하는 접합부(120)를 하나의 픽셀로 구성하고 있는 다수의 적외선 검출소자와;A plurality of infrared detection elements each comprising a
상기 적외선 검출소자를 보호하며, 누설 전류의 양을 줄여서 적외선 검출 소자의 성능을 향상시키기 위한 표면보호막(130)과;A
상기 적외선 검출소자에서 전달된 전기 신호를 신호처리회로부로 전달하기 위한 전극및범프부(140)와;An electrode and a
상기 전극및범프부를 통해 전달된 전기 신호를 영상 신호로 변환하는 신호처리회로부(150)와;A signal
상기 적외선 검출소자와 신호처리회로부간을 강하게 결합시키기 위하여 접착제 성분으로 이루어지는 언더필물질(160)과;An underfill material (160) formed of an adhesive component to strongly couple the infrared detection element and the signal processing circuit portion;
상기 적외선 검출소자의 각 픽셀을 전기적으로 하나로 결합시키기 위한 투명전도막(170)과;A transparent
입사되는 적외선의 반사를 최소화시키기 위한 반사방지막(180);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And an
이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명에 따른 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기 및 그 제조방법은 종래의 하이브리드형 적외선 검출기에서 각각의 픽셀이 물리적으로 구분되므로 우수한 해상도를 제공하는 적외선 검출기의 제작이 가능한 효과를 제공하게 된다.Hybrid type infrared detector with improved resolution and a method of manufacturing the same according to the present invention having the above configuration and operation has the effect that can be produced in the infrared detector providing excellent resolution because each pixel is physically separated in the conventional hybrid type infrared detector Will be provided.
또한, 투명 전도체의 활용으로 인해 기존의 픽셀 분리형 구조에 비해 동일한 단위 픽셀을 구성할 때 더 넓은 수광 면적을 가지도록 제작이 가능하며, 전면에 전도체 층이 형성되어 있으므로 저항성분을 줄일 수 있는 효과를 제공하게 된다.In addition, due to the use of a transparent conductor, it is possible to manufacture a wider light receiving area when constructing the same unit pixel compared to the conventional pixel-separable structure.As a conductor layer is formed on the front side, the resistance component can be reduced. Will be provided.
또한, 전면에 전도체 층을 형성하는 공정을 도입함으로써 불필요한 패터닝 공정을 제거할 수 있게 되며, 이는 공정을 보다 간결하게 하여 수율을 향상시키고 비용을 절감하는 효과를 제공하게 된다.In addition, by introducing a process for forming a conductor layer on the front surface, it is possible to eliminate unnecessary patterning process, which makes the process more concise, thereby improving the yield and reducing the cost.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기는,Hybrid type infrared detector that the resolution of the present invention for achieving the above object is improved,
적외선 검출기에 있어서,In the infrared detector,
전자-전공 쌍을 형성시키는 기판(110)과 기판에서 형성된 전자-전공 쌍을 분리하여 전기 신호로 변환하는 접합부(120)를 하나의 픽셀로 구성하고 있는 다수의 적외선 검출소자와;A plurality of infrared detection elements each comprising a
상기 적외선 검출소자를 보호하며, 누설 전류의 양을 줄여서 적외선 검출 소자의 성능을 향상시키기 위한 표면보호막(130)과;A
상기 적외선 검출소자에서 전달된 전기 신호를 신호처리회로부로 전달하기 위한 전극및범프부(140)와;An electrode and a
상기 전극및범프부를 통해 전달된 전기 신호를 영상 신호로 변환하는 신호처리회로부(150)와;A signal
상기 적외선 검출소자와 신호처리회로부간을 강하게 결합시키기 위하여 접착제 성분으로 이루어지는 언더필물질(160)과;An underfill material (160) formed of an adhesive component to strongly couple the infrared detection element and the signal processing circuit portion;
상기 적외선 검출소자의 각 픽셀을 전기적으로 하나로 결합시키기 위한 투명전도막(170)과;A transparent
입사되는 적외선의 반사를 최소화시키기 위한 반사방지막(180);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And an
이때, 상기 다수의 적외선 검출소자는,In this case, the plurality of infrared detection elements,
각각의 적외선 검출소자마다 물리적으로 완전히 분리된 픽셀의 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.Each infrared detection element is characterized in that it has the form of physically completely separated pixels.
이때, 상기 표면보호막은,At this time, the surface protective film,
CdTe, ZnS, SiOx, SiNx 중 어느 하나의 절연 물질 박막 혹은 그 적층 구조를 통해 형성하는 것을 특징으로 한다.CdTe, ZnS, SiO x , SiN x It is characterized in that it is formed through an insulating material thin film or a laminate structure thereof.
이때, 상기 투명전도막은,At this time, the transparent conductive film,
티타늄 질화산화물(TiNXOy) 물질로 형성하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it is formed of a titanium nitride oxide (TiN X O y ) material.
이때, 상기 반사방지막은,At this time, the anti-reflection film,
ZnS, ZnSe, SiOx, SiNx 중 어느 하나의 박막 혹은 그 적층 구조를 통해 형성하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it is formed through any one of ZnS, ZnSe, SiO x , SiN x thin film or a laminated structure thereof.
또한, 본 발명인 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기의 제조 방법은,Moreover, the manufacturing method of the hybrid type infrared detector which this inventor's resolution improves,
적외선 검출기 제조 방법에 있어서,In the infrared detector manufacturing method,
전자-전공 쌍을 형성시키는 기판을 준비하는 기판준비단계(S100)와;A substrate preparation step (S100) of preparing a substrate for forming an electron-electron pair;
상기 기판을 물리적으로 완전하게 분리하기 위하여 식각 공정을 통해 메사구조를 형성하는 메사식각단계(S110)와;Mesa etching step (S110) to form a mesa structure through an etching process to physically completely separate the substrate;
상기 형성된 적외선 검출픽셀영역을 보호하기 위한 표면보호막형성단계(S120)와;A surface protective film forming step (S120) for protecting the formed infrared detection pixel region;
상기 적외선 검출픽셀영역과 신호처리회로부를 전기적으로 접합시키기 위한 전극형성단계(S130)와;An electrode forming step (S130) for electrically bonding the infrared detection pixel region and the signal processing circuit portion;
신호처리회로부를 준비하는 신호처리회로부준비단계(S140)와;A signal processing circuit preparation step (S140) of preparing a signal processing circuit portion;
범프를 준비하는 범프준비단계(S150)와;A bump preparation step (S150) for preparing a bump;
상기 형성된 전극을 범프에 의해 서로 연결시키기 위한 플립칩단계(S160)와;A flip chip step (S160) for connecting the formed electrodes to each other by bumps;
상기 적외선 검출픽셀영역을 적외선의 흡수 두께에 맞추어 얇게 가공(티닝)하는 후면티닝단계(S170)와;A rear-thinning step (S170) of thinning (thinning) the infrared detection pixel region according to the absorption thickness of infrared rays;
상기 적외선 검출픽셀영역에 형성된 전자-전공 쌍을 분리하여 전기 신호로 변환하는 접합부를 형성하여 적외선 검출소자를 제작하는 접합형성단계(S175)와;A junction forming step (S175) of fabricating an infrared detection element by forming a junction for separating an electron-electron pair formed in the infrared detection pixel region and converting the electron-electron pair into an electrical signal;
투명전도막 물질로 사용되는 티타늄 질화산화막을 형성하기 위하여 상기 적외선 검출소자의 후면에 형성시키는 티타늄질화물스퍼터단계(S180)와;A titanium nitride sputtering step (S180) formed on a rear surface of the infrared detection element to form a titanium nitride oxide film used as a transparent conductive film material;
상기 적외선 검출소자에 티타늄 질화산화막을 형성하기 위하여 티타늄 질화물을 산화시켜 투명전도막으로 제작하는 산화단계(S190)와;An oxidation step (S190) of oxidizing titanium nitride to form a transparent conductive film to form a titanium nitride oxide film on the infrared detection device;
적외선 검출소자에 형성된 투명전도막에 반사방지막을 증착시키는 반사방지막증착단계(S200)와;An anti-reflection film deposition step (S200) for depositing an anti-reflection film on the transparent conductive film formed on the infrared detection element;
상기 적외선 검출소자 및 신호처리회로부간에 금속 배선을 실행시키는 금속배선단계(S210);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And a metal wiring step (S210) for executing metal wiring between the infrared detection element and the signal processing circuit portion.
이하, 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기 및 그 제조방법의 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an embodiment of a hybrid type infrared detector having improved resolution and a method of manufacturing the same will be described in detail.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a hybrid type infrared detector with improved resolution according to an embodiment of the present invention.
적외선 검출기에 있어서,In the infrared detector,
전자-전공 쌍을 형성시키는 기판(110)과 기판에서 형성된 전자-전공 쌍을 분리하여 전기 신호로 변환하는 접합부(120)를 하나의 픽셀로 구성하고 있는 다수의 적외선 검출소자와;A plurality of infrared detection elements each comprising a
상기 적외선 검출소자를 보호하며, 누설 전류의 양을 줄여서 적외선 검출 소자의 성능을 향상시키기 위한 표면보호막(130)과;A
상기 적외선 검출소자에서 전달된 전기 신호를 신호처리회로부로 전달하기 위한 전극및범프부(140)와;An electrode and a
상기 전극및범프부를 통해 전달된 전기 신호를 영상 신호로 변환하는 신호처리회로부(150)와;A signal
상기 적외선 검출소자와 신호처리회로부간을 강하게 결합시키기 위하여 접착제 성분으로 이루어지는 언더필물질(160)과;An underfill material (160) formed of an adhesive component to strongly couple the infrared detection element and the signal processing circuit portion;
상기 적외선 검출소자의 각 픽셀을 전기적으로 하나로 결합시키기 위한 투명전도막(170)과;A transparent
입사되는 적외선의 반사를 최소화시키기 위한 반사방지막(180);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And an
이때, 상기 다수의 적외선 검출소자는,In this case, the plurality of infrared detection elements,
각각의 적외선 검출소자마다 물리적으로 완전히 분리된 픽셀의 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.Each infrared detection element is characterized in that it has the form of physically completely separated pixels.
이때, 상기 표면보호막은,At this time, the surface protective film,
CdTe, ZnS, SiOx , SiNx의 절연 물질로 형성하는 것을 특징으로 한다. It is characterized in that it is formed of an insulating material of CdTe, ZnS, SiO x , SiN x .
이때, 상기 투명전도막은,At this time, the transparent conductive film,
TiNXOy 물질로 형성하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that formed with a TiN X Oy material.
이때, 상기 반사방지막은,At this time, the anti-reflection film,
ZnS, ZnSe, SiOx, SiNx 물질로 형성하는 것을 특징으로 한다.ZnS, ZnSe, SiO x , SiN x Characterized in that it is formed of a material.
좀 더 구체적으로 설명하자면, 본 발명인 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기는 다수의 적외선 검출소자, 표면보호막, 전극및범프부, 신호처리회로부, 언더필물질, 투명전도막, 반사방지막을 포함하여 구성된다.More specifically, the present inventors improved hybrid type infrared detector includes a plurality of infrared detection elements, surface protection film, electrode and bump portion, signal processing circuit portion, underfill material, transparent conductive film, antireflection film .
상기 다수의 적외선 검출소자는 전자-전공 쌍을 형성시키는 기판과 기판에서 형성된 전자-전공 쌍을 분리하여 전기 신호로 변환하는 접합부를 하나의 픽셀로 구성하고 있는데, 상기 기판(110)은 HgCdTe 재질의 기판(p- type) 혹은 InSb 재질의 기판(n-type)이며, 상기 접합부(120)는 HgCdTe접합부(n-type) 혹은 InSb접합부(p- type)이다.The plurality of infrared detection elements are composed of a single pixel for forming an electron-electron pair and a junction for separating an electron-electron pair formed from the substrate and converting the electron-electron pair into an electrical signal. The
이때, 상기 기판(110)은 적외선을 흡수하여 전자-전공 쌍을 형성시키는 역할을하며, 적외선 검출기를 구성하는 기본 소재이다.At this time, the
이때, 상기 접합부(120)는 상기 기판과는 다른 전도형을 가지며, 형성된 전자-전공 쌍을 분리하여 전기 신호로 변환하는 역할을 한다.In this case, the
상기 표면보호막은 기판과 접합부를 하나의 픽셀로 구성한 적어도 하나 이상의 픽셀들로 구성된 적외선 검출소자를 기계적으로 보호하며, 전기적으로 누설 전 류의 양을 줄여서 적외선 검출 소자의 성능을 더욱 향상시키기 위하여 형성하게 된다.The surface protection film mechanically protects the infrared detection element composed of at least one pixel consisting of a substrate and a junction portion as one pixel, and is formed to further improve the performance of the infrared detection element by reducing the amount of leakage current. do.
이때, 상기 표면보호막은 CdTe, ZnS, SiOx, SiNx 중 어느 하나 혹은 상기 물질들이 적층 형태로 조합된 절연 물질로 형성하게 된다.In this case, the surface protection layer is formed of an insulating material in which any one of CdTe, ZnS, SiO x , SiN x or the materials are combined in a stacked form.
상기 전극및범프부(140)는 적외선 검출소자에서 전달된 전기 신호를 신호처리회로부로 전달하기 위한 기능을 담당하며, 전기 신호를 효율적으로 처리하기 위하여 Ti, Pt, Au, Ni, In 등의 금속 물질로 형성하게 된다.The electrode and
상기 신호처리회로부(150)는 전극및범프부를 통해 전달된 전기 신호를 영상 신호로 변환하는 기능을 담당하는데, 일반적으로 영상 신호로 변환하기 위하여 전기 회로가 포함되어 있으며, 이는 이미 당업자들에게 널리 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.The signal
상기 언더필물질(160)은 적외선 검출소자와 신호처리회로부간을 기계적으로 강하게 결합시키기 위하여 에폭시 등의 접착제 성분으로 이루어져 있으며, 플립-칩 공정 이후에 적외선 검출소자와 신호처리회로부 사이에 주입하게 된다.The
상기 투명전도막(170)은 TiNXOy 물질로 형성되며, 전기 전도도가 우수하여 적외선 검출소자의 각 픽셀을 전기적으로 하나로 결합시키는 역할을 하며, 적외선에 투명한 특성을 지니고 있어 적외선 수광에 영향을 주지 않는다.The transparent
이는 종래의 도 3에 도시한 금속 그리드와 동일한 역할을 수행하는 것이다.This plays the same role as the conventional metal grid shown in FIG.
상기 반사방지막(180)은 입사되는 적외선의 반사를 최소화시켜 적외선 검출 소자의 특성을 더욱 좋게 하는 박막 구조로서, ZnS, ZnSe, SiOx, SiNx 물질 중 어느 하나 혹은 상기 물질들이 적층 형태로 조합된 박막 구조로 형성하게 된다.The
상기와 같은 구성을 통해 종래의 하이브리드형 적외선 검출기 구조(도1,2 참조)에서 각각의 적외선 검출 소자의 픽셀들이 물리적으로 구분되므로 우수한 해상도를 가지는 적외선 검출기의 제작이 가능하게 된다.Through the above configuration, since the pixels of each infrared detection element are physically divided in the conventional hybrid type infrared detector structure (see FIGS. 1 and 2), it is possible to manufacture an infrared detector having excellent resolution.
또한, 투명전도막으로 인해 기존의 픽셀 분리형 구조(도3 참조)에 비해 동일한 단위 픽셀을 구성할 때 더 넓은 수광 면적을 가지도록 제작이 가능하며, 또한 전면에 전도체 층이 형성되어 있으므로 저항성분을 줄일 수 있게 된다.In addition, the transparent conductive film can be manufactured to have a larger light receiving area when constituting the same unit pixels compared to the conventional pixel-separable structure (see FIG. 3). Can be reduced.
또한, 전면에 전도체 층을 형성하는 공정을 도입함으로써 금속 그리드를 제작하기 위한 불필요한 패터닝 공정을 제거할 수 있게 되며, 이는 공정을 보다 간결하게 하여 수율을 향상시키고 비용을 절감하는 효과를 제공하게 된다.In addition, by introducing a process of forming a conductor layer on the front surface, it is possible to eliminate unnecessary patterning processes for fabricating a metal grid, which makes the process more concise, thereby improving yield and reducing costs.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기의 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도이다.5 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a hybrid infrared detector having improved resolution according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명인 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기의 제조 방법은,As shown in Fig. 5, the manufacturing method of the hybrid type infrared detector in which the present inventors resolution is improved,
적외선 검출기 제조 방법에 있어서,In the infrared detector manufacturing method,
전자-전공 쌍을 형성시키는 기판을 준비하는 기판준비단계(S100)와;A substrate preparation step (S100) of preparing a substrate for forming an electron-electron pair;
상기 기판을 물리적으로 완전하게 분리하기 위하여 식각 공정을 통해 메사구조를 형성하는 메사식각단계(S110)와;Mesa etching step (S110) to form a mesa structure through an etching process to physically completely separate the substrate;
상기 형성된 적외선 검출픽셀영역을 보호하기 위한 표면보호막형성단계(S120)와;A surface protective film forming step (S120) for protecting the formed infrared detection pixel region;
상기 적외선 검출픽셀영역과 신호처리회로부를 전기적으로 접합시키기 위한 전극형성단계(S130)와;An electrode forming step (S130) for electrically bonding the infrared detection pixel region and the signal processing circuit portion;
신호처리회로부를 준비하는 신호처리회로부준비단계(S140)와;A signal processing circuit preparation step (S140) of preparing a signal processing circuit portion;
범프를 준비하는 범프준비단계(S150)와;A bump preparation step (S150) for preparing a bump;
상기 형성된 전극을 범프에 의해 서로 연결시키기 위한 플립칩단계(S160)와;A flip chip step (S160) for connecting the formed electrodes to each other by bumps;
상기 적외선 검출픽셀영역을 적외선의 흡수 두께에 맞추어 얇게 가공(티닝)하는 후면티닝단계(S170)와;A rear-thinning step (S170) of thinning (thinning) the infrared detection pixel region according to the absorption thickness of infrared rays;
상기 적외선 검출픽셀영역에 형성된 전자-전공 쌍을 분리하여 전기 신호로 변환하는 접합부를 형성하여 적외선 검출소자를 제작하는 접합형성단계(S175)와;A junction forming step (S175) of fabricating an infrared detection element by forming a junction for separating an electron-electron pair formed in the infrared detection pixel region and converting the electron-electron pair into an electrical signal;
투명전도막 물질로 사용되는 티타늄 질화산화막을 형성하기 위하여 상기 적외선 검출소자의 후면에 형성시키는 티타늄질화물스퍼터단계(S180)와;A titanium nitride sputtering step (S180) formed on a rear surface of the infrared detection element to form a titanium nitride oxide film used as a transparent conductive film material;
상기 적외선 검출소자에 티타늄 질화산화막을 형성하기 위하여 티타늄 질화물을 산화시켜 투명전도막으로 제작하는 산화단계(S190)와;An oxidation step (S190) of oxidizing titanium nitride to form a transparent conductive film to form a titanium nitride oxide film on the infrared detection device;
적외선 검출소자에 형성된 투명전도막에 반사방지막을 증착시키는 반사방지막증착단계(S200)와;An anti-reflection film deposition step (S200) for depositing an anti-reflection film on the transparent conductive film formed on the infrared detection element;
상기 적외선 검출소자 및 신호처리회로부간에 금속 배선을 실행시키는 금속배선단계(S210);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And a metal wiring step (S210) for executing metal wiring between the infrared detection element and the signal processing circuit portion.
좀 더 구체적으로 설명하자면, 전자-전공 쌍을 형성시키는 기판을 준비(S100)하고, 상기 기판에서 각각의 픽셀을 전기적, 물리적으로 완전하게 분리하기 위하여 식각 공정을 통해 MESA 구조를 형성(S110)시킨 후 형성된 적외선 검출픽셀을 보호하기 위하여 표면보호막을 적외선 검출픽셀영역에 형성(S120)하며, 상기 적외선 검출픽셀영역과 신호처리회로부를 전기적으로 접합시키기 위한 전극을 형성(S130)하게 된다.More specifically, to prepare a substrate for forming an electron-electron pair (S100), and to form a MESA structure through the etching process (S110) in order to completely separate each pixel from the substrate electrically and physically In order to protect the formed infrared detection pixel, a surface protection film is formed in the infrared detection pixel area (S120), and an electrode for electrically bonding the infrared detection pixel area and the signal processing circuit part is formed (S130).
또한, 신호처리회로부 및 범프를 준비(S140, S150)하여 상기 형성된 전극과범프를 플립칩 공정(S160)을 통해 접합시키게 된다.In addition, the signal processing circuit unit and the bumps are prepared (S140 and S150), and the formed electrodes and the bumps are bonded through the flip chip process (S160).
상기 적외선 검출픽셀영역의 후면을 티닝(Thinning, S170)한 후 형성된 전자-전공 쌍을 분리하여 전기 신호로 변환하는 접합부를 형성(S175)하여 적외선 검출소자를 제작하며, 투명전도막을 형성하기 위하여 상기 적외선 검출소자의 후면에 티타늄 질화막 스퍼터(TiN Sputter, S180) 공정을 통해 형성시키고 산화(S190)시켜 투명전도막 물질인 티타늄 질화산화막을 형성한 후 적외선 검출소자에 형성된 투명전도막에 반사방지막을 증착(S200)시키며, 최종적으로 적외선 검출소자 및 신호처리회로부간에 금속 배선을 실행(S210)하게 된다.After forming the back of the infrared detection pixel region (Thinning, S170) to form a junction (S175) to separate the formed electron-electron pair and convert it into an electrical signal to manufacture an infrared detection device, to form a transparent conductive film After forming the titanium nitride film sputter (TiN Sputter, S180) process on the back of the infrared detection device and oxidizing (S190) to form a titanium nitride oxide film, a transparent conductive film material, and then the anti-reflection film is deposited on the transparent conductive film formed on the infrared detection device (S200), and finally, metal wiring is executed between the infrared detection element and the signal processing circuit portion (S210).
상기 적외선 검출소자의 후면에 투명전도막을 형성하여 공통전극을 형성함으로써, 별도의 패터닝 및 정렬 공정이 필요없으므로 각각의 적외선 검출픽셀영역을하나의 신호처리회로부에 접합하고 이후 일체의 적외선 검출소자 제작 공정을 신호처리회로부인 CMOS 웨이퍼 상태에서 한꺼번에 수행할 수 있기 때문에 생산성이 크게 향상되는 특성을 가지게 된다.By forming a transparent conductive film on the rear surface of the infrared detection element to form a common electrode, no separate patterning and alignment process is required, so that each infrared detection pixel region is bonded to one signal processing circuit and then an integrated infrared detection element manufacturing process Can be performed all at once in the state of the CMOS wafer, which is a signal processing circuit, and thus the productivity is greatly improved.
또한, HgCdTe 반도체 물질로 적외선 검출 소자를 제작할 경우에는 별도의 이 온 주입없이 플라즈마에 노출하는 방법으로 접합을 형성하므로 간편하게 플라즈마를 이용하는 TiN sputter 공정과 동시에 접합 형성이 가능한 특성을 가지게 된다.In addition, when fabricating an infrared detection device using a HgCdTe semiconductor material, since the junction is formed by exposing to plasma without additional ion implantation, the junction can be formed simultaneously with the TiN sputter process using plasma.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. Those skilled in the art to which the present invention pertains as described above may understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not restrictive.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the invention is indicated by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the invention. do.
본 발명인 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기 및 그 제조방법은 하이브리드형 적외선 검출기에서 각각의 픽셀이 물리적으로 구분되므로 우수한 해상도를 제공하는 적외선 검출기의 제작이 가능한 효과 및 투명 전도체의 활용으로 인해 기존의 픽셀 분리형 구조에 비해 동일한 단위 픽셀을 구성할 때 더 넓은 수광 면적을 가지도록 제작이 가능하며, 전면에 전도체 층이 형성되어 있으므로 저항성분을 줄일 수 있는 효과를 제공함으로써, 적외선 검출분야에 널리 활용할 수 있게 될 것이다.The inventors of the present invention improve the resolution of the hybrid type infrared detector and its manufacturing method, because each pixel is physically separated from the hybrid type infrared detector. Compared to the separate structure, the same unit pixel can be manufactured to have a wider light receiving area, and since the conductor layer is formed on the front side, it can reduce the resistive component and thus can be widely used in the infrared detection field. Will be.
도 1은 종래의 일실시예에 따른 주변 픽셀과의 간섭을 일으키는 하이브리드형 적외선 검출기를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a hybrid type infrared detector causing interference with surrounding pixels according to an exemplary embodiment.
도 2는 종래의 다른 일실시예에 따른 주변 픽셀과의 간섭을 일으키는 하이브리드형 적외선 검출기를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a hybrid type infrared detector causing interference with surrounding pixels according to another exemplary embodiment.
도 3 종래의 또 다른 일실시예에 따른 도1 및 도2를 개선하기 위한 금속 그리드 구조를 도입한 하이브리드형 적외선 검출기를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a hybrid type infrared detector using a metal grid structure for improving FIGS. 1 and 2 according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a hybrid type infrared detector with improved resolution according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 해상도가 향상되는 하이브리드형 적외선 검출기의 제조 방법을 나타낸 공정 흐름도이다.5 is a process flowchart illustrating a method of manufacturing a hybrid infrared detector having improved resolution according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 기판110: substrate
120 : 접합부120: junction
130 : 표면보호막130: surface protective film
140 : 전극및범프부140: electrode and bump portion
150 : 신호처리회로부150: signal processing circuit
160 : 언더필물질160: underfill material
170 : 투명전도막170: transparent conductive film
180 : 반사방지막180: antireflection film
Claims (6)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070075709A KR100802106B1 (en) | 2007-07-27 | 2007-07-27 | Hybrid type infrared detector improving resolution and thereof |
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| KR1020070075709A KR100802106B1 (en) | 2007-07-27 | 2007-07-27 | Hybrid type infrared detector improving resolution and thereof |
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| KR100802106B1 true KR100802106B1 (en) | 2008-02-11 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR910006697A (en) * | 1989-09-30 | 1991-04-29 | 오오우라 마사히로 | Infrared detector |
-
2007
- 2007-07-27 KR KR1020070075709A patent/KR100802106B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR910006697A (en) * | 1989-09-30 | 1991-04-29 | 오오우라 마사히로 | Infrared detector |
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