RU2536328C2 - Способ утоньшения фоточувствительного слоя матричного фотоприемника - Google Patents
Способ утоньшения фоточувствительного слоя матричного фотоприемника Download PDFInfo
- Publication number
- RU2536328C2 RU2536328C2 RU2013114573/28A RU2013114573A RU2536328C2 RU 2536328 C2 RU2536328 C2 RU 2536328C2 RU 2013114573/28 A RU2013114573/28 A RU 2013114573/28A RU 2013114573 A RU2013114573 A RU 2013114573A RU 2536328 C2 RU2536328 C2 RU 2536328C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polishing
- thickness
- base region
- photosensitive element
- thinning
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
Использование: для изготовления полупроводниковых фотоприемников и для создания многоэлементных фотоприемников различного назначения. Сущность изобретения заключается в том, что фоточувствительный элемент с «толстой» базовой областью утоньшается до нужной толщины (10-15 мкм) прецизионными бездефектными методами: безабразивной химико-механической полировкой с использованием сферического полировального диска вместо плоского для получения заданной вогнутости поверхности и химико-динамической полировкой до конечной толщины, при которой происходит компенсация вогнутости, полученной на стадии БХМП с формированием неплоскостности поверхности при размере МФП порядка 10 мм не хуже ±2 мкм.
Технический результат: обеспечение возможности утоньшения базовой области фоточувствительного элемента с получением требуемой плоскостности. 7 ил.
Description
Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых фотоприемников и может использоваться для создания многоэлементных фотоприемников различного назначения.
Изготовление матричного фотоприемника (МФП) из объемного материала требует утоньшения базовой области (фоточувствительного слоя) матричного фоточувствительного элемента (МФЧЭ) (типично до толщины 10÷15 мкм) для увеличения чувствительности и уменьшения фотоэлектрической взаимосвязи. Известны методы утоньшения , использующие химико-механическую полировку (ХМП), например, [патенты RU 2305621, US 8133756, US 7270596, US 6343975, US 3979239] и (или) химико-динамическую полировку (ХДП), например, [патенты RU 2447196, US 7824245, JP 59150087]. Каждый из этих методов обладает своими преимуществами и недостатками, так что оптимальным часто оказывается использование комбинации этих способов утоньшения. Однако эти методы разработаны независимо друг от друга и не учитывают их взаимовлияния при совместном применении.
Аналогом предложенного изобретения является метод предварительного формообразования полупроводниковой подложки с последующей полировкой для получения экстремально плоской поверхности [US Patent 5968849]. В этом методе предварительно формируется вогнутая поверхность полупроводника за счет химико-динамической полировки при специально подобранном составе жидкостного травителя. В результате последующей химико-механической полировки с абразивной суспензией при использовании плоского полировального диска формируется экстремально плоская поверхность. Однако такой способ полировки приводит к более высокой остаточной дефектности полируемой поверхности из-за механического воздействия давления плоского полировального диска и абразивной суспензии на обрабатываемую поверхность при финишной ХМП по сравнению с ХДП. Кроме этого, вышеуказанный метод полировки ХМП недопустим для утоньшения МФП из-за использования абразивной суспензии, которая загрязнила бы трудноотмываемое пространство между индиевыми микроконтактами гибридного МФП.
Известен способ изготовления МФП [патент на изобретение РФ №2460174], взятый за прототип, заключающийся в том, что утоньшение базовой области фоточувствительного элемента проводят после гибридизации отдельно вырезанных матричного фоточувствительного элемента и БИС считывания. Процесс утоньшения включает безабразивную химико-механическую полировку (БХМП) до толщины базовой области фоточувствительного элемента (типично 80÷100 мкм) и химико-динамическую полировку (ХДП) до конечной толщины (типично 10÷15 мкм).
Однако в известном способе изготовления МФП не описано, каким образом осуществляется утоньшение базовой области фоточувствительного элемента с получением требуемой плоскостности.
Предложенное изобретение решает задачу утоньшения базовой области фоточувствительного элемента с получением требуемой плоскостности.
Из-за деформации Δх (см. фиг. 1) сила давления 3 на краях пластины больше, чем в центре. В результате получается поверхность с завалами (см. фиг. 2). Устранить повышенное давление на краях позволяет сферический диск (см. фиг. 3), радиус кривизны R которого зависит от размера обрабатываемого кристалла d и деформации полирующей поверхности Δx следующим образом:
Технический результат в изобретении достигается тем, что фоточувствительный элемент с «толстой» базовой областью утоньшают до нужной толщины (10÷15 мкм) прецизионными бездефектными методами: безабразивной химико-механической полировкой с использованием сферического полировального диска вместо плоского для получения заданной вогнутости поверхности, так как в центре полирующего пятна давление больше, чем на краях ФЧЭ, и химико-динамической полировкой до конечной толщины, при которой происходит компенсация вогнутости полученной на стадии БХМП с формированием неплоскостности поверхности при размере МФП порядка 10 мм не хуже ±2 мкм.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан утоньшаемый матричный фоточувствительный элемент с «толстой» базовой областью 1, прижатый к плоскому полировальному диску с мягким покрытием 2 при проведении БХМП,
на фиг. 2 показан результат БХМП на плоском полировальном диске,
на фиг. 3 показана сферическая поверхность полировального диска БХМП, связывающая его радиус кривизны R с размером обрабатываемого кристалла d и деформацией полирующей поверхности Δx.
Для осуществления изобретения осуществляют следующую последовательность действий:
- Изготавливают МФЧЭ с «толстой» базовой областью.
- Осуществляют гибридизацию БИС считывания и МФЧЭ с «толстой» базовой областью (толщиной 0,4÷1 мм) фоточувствительного элемента с помощью индиевых микроконтактов.
- Утоньшают «толстую» базовую область МФЧЭ методом БХМП (типично до толщины 100÷80 мкм) при использовании сферического полировального диска, радиус которого определяется размером обрабатываемого кристалла d и деформацией полирующей поверхности Δx с получением заданной вогнутости поверхности.
Методика определения радиуса кривизны диска R заключается в следующем. Так как деформация полирующей поверхности зависит от давления кристалла МФЧЭ на полирующий диск и его механических свойств, величину Δx в формуле (1) заранее определить невозможно. Поэтому расчет радиуса кривизны диска R ведут итерационным методом. Для этого задают некоторое значение Δx0, которое выбирают в середине интервала (10÷50 мкм). Для этого значения Δх0 рассчитывают R0 по формуле (1), и на диске с рассчитанным значением R0 проводят пробную БХМП. Затем измеряют величину отклонения поверхности от прямолинейного профиля δ1 и рассчитывают следующий радиус кривизны по формуле:
где i=1,2…n - номер итерации;
δi - отклонение от прямолинейного профиля на i-м шаге;
δ3 - заданное отклонение от прямолинейного профиля;
δ<0 при вогнутом профиле и δ>0 при выпуклом профиле.
Подставляя значение производной (3) в выражение (2), получаем окончательную формулу:
Проводят дальнейшее утоньшение «толстой» базовой области МФЧЭ прецизионным бездефектным методом ХДП до конечной толщины (типично 10÷15 мкм), при которой происходит компенсация вогнутости полученной на стадии ХМП за счет подбора толщины снимаемого при ХДП материала с формированием плоской поверхности МФЧЭ.
Предлагаемый способ был опробован на предприятии-заявителе при создании экспериментальных и опытных образцов матричных фотоприемников на основе антимонида индия (InSb). Однако предлагаемый способ применим и к другим полупроводниковым материалам.
На фиг. 4-7 приведены четыре профилограммы в различных областях утоньшенной плоскости. Учитывая, что суммарная величина индиевых микростолбиков после гибридизации составляет величину ~15 мкм, то толщина фоточувствительного слоя антимонида индия составляет величину ~10 мкм в центральной области и ~12 мкм в краевых областях, что обеспечивает возможность создания МФПУ с 15 мкм шагом и небольшой величиной взаимосвязи.
Claims (1)
- Способ утоньшения матричного фотоприемника, заключающийся в том, что фоточувствительный элемент гибридизируют с БИС считывания и утоньшают базовую область фоточувствительного элемента, отличающийся тем, что для получения заданной толщины и плоскостности базовой области на стадии безабразивной химико-механической полировки (БХМП) (типично до толщины базовой области 8÷100 мкм) применяют сферический полировальный диск, его радиус определяют размером обрабатываемого кристалла d и деформацией полирующей поверхности Δx с получением заданной вогнутости обрабатываемой поверхности согласно формуле
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114573/28A RU2536328C2 (ru) | 2013-04-01 | 2013-04-01 | Способ утоньшения фоточувствительного слоя матричного фотоприемника |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114573/28A RU2536328C2 (ru) | 2013-04-01 | 2013-04-01 | Способ утоньшения фоточувствительного слоя матричного фотоприемника |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013114573A RU2013114573A (ru) | 2014-10-10 |
RU2536328C2 true RU2536328C2 (ru) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013114573/28A RU2536328C2 (ru) | 2013-04-01 | 2013-04-01 | Способ утоньшения фоточувствительного слоя матричного фотоприемника |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2536328C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633656C1 (ru) * | 2016-06-06 | 2017-10-16 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ изготовления матричного ФЧЭ на основе GaAs |
RU2818690C1 (ru) * | 2023-02-09 | 2024-05-03 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ обработки поверхности пластин антимонида индия (100) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5948205A (en) * | 1992-05-26 | 1999-09-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polishing apparatus and method for planarizing layer on a semiconductor wafer |
RU2137259C1 (ru) * | 1997-10-21 | 1999-09-10 | Государственный научный центр Российской Федерации Государственное предприятие Научно-производственное объединение "Орион" | Способ изготовления многоэлементного фотоприемника |
US5968849A (en) * | 1995-06-26 | 1999-10-19 | Motorola, Inc. | Method for pre-shaping a semiconductor substrate for polishing and structure |
EP1475826A2 (en) * | 2003-05-06 | 2004-11-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Nitride semiconductor wafer and method of processing nitride semiconductor wafer |
RU2460174C1 (ru) * | 2011-05-04 | 2012-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПО "ОРИОН" | Способ изготовления матричного фотоприемника (варианты) |
-
2013
- 2013-04-01 RU RU2013114573/28A patent/RU2536328C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5948205A (en) * | 1992-05-26 | 1999-09-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Polishing apparatus and method for planarizing layer on a semiconductor wafer |
US5968849A (en) * | 1995-06-26 | 1999-10-19 | Motorola, Inc. | Method for pre-shaping a semiconductor substrate for polishing and structure |
RU2137259C1 (ru) * | 1997-10-21 | 1999-09-10 | Государственный научный центр Российской Федерации Государственное предприятие Научно-производственное объединение "Орион" | Способ изготовления многоэлементного фотоприемника |
EP1475826A2 (en) * | 2003-05-06 | 2004-11-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Nitride semiconductor wafer and method of processing nitride semiconductor wafer |
RU2460174C1 (ru) * | 2011-05-04 | 2012-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "НПО "ОРИОН" | Способ изготовления матричного фотоприемника (варианты) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633656C1 (ru) * | 2016-06-06 | 2017-10-16 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ изготовления матричного ФЧЭ на основе GaAs |
RU2818690C1 (ru) * | 2023-02-09 | 2024-05-03 | Акционерное общество "НПО "Орион" | Способ обработки поверхности пластин антимонида индия (100) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013114573A (ru) | 2014-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10847419B2 (en) | Stress compensation and relief in bonded wafers | |
CN106531625B (zh) | 半导体装置的制造方法 | |
RU2460174C1 (ru) | Способ изготовления матричного фотоприемника (варианты) | |
TWI680507B (zh) | 晶圓研磨方法 | |
EP2434533A1 (fr) | Procédé de collage par adhésion moléculaire avec réduction de désalignement de type overlay | |
TWI312715B (en) | Anti-scattering layer for polishing pad windows | |
Zhou et al. | A load identification method for the grinding damage induced stress (GDIS) distribution in silicon wafers | |
KR102110850B1 (ko) | 반도체 웨이퍼의 가공 방법 | |
Uneda et al. | Relationships between contact image analysis results for pad surface texture and removal rate in CMP | |
RU2536328C2 (ru) | Способ утоньшения фоточувствительного слоя матричного фотоприемника | |
CN108140556A (zh) | 基片背侧纹理化 | |
US20190214319A1 (en) | In-situ calibration structures and methods of use in semiconductor processing | |
US20120264299A1 (en) | Chemical mechanical polishing method | |
CN109643650B (zh) | 半导体晶片的研磨方法及半导体晶片 | |
TW201826367A (zh) | 晶圓之製造方法以及晶圓 | |
Yu et al. | A deterministic semi-analytical model for the contact of a wafer and a rough bi-layer pad in CMP | |
Liu et al. | Iterative method for obtaining nonuniform grinding-induced residual stress distribution of silicon wafers based on global deformation | |
CN104662649B (zh) | 直接键合工艺 | |
US20140045411A1 (en) | Methods of and apparatus for producing wafers | |
CN105328562A (zh) | 一种化学机械研磨方法 | |
JP6123150B2 (ja) | シリコンウェーハ加工量の評価方法およびシリコンウェーハの製造方法 | |
CN103762271A (zh) | 一种碲镉汞红外材料器件双面平坦化方法 | |
Yoo et al. | Photoluminescence Characterization of Interface Quality of Bonded Silicon Wafers | |
CN109524504A (zh) | 碲锌镉衬底表面加工方法、装置及组件 | |
Fujita et al. | Surface conformable polishing mechanism for chemical mechanical polishing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150402 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160420 |