RU2731460C1 - Mosaic photodetector with limiting efficiency of image conversion: structures and methods of its manufacturing (versions) - Google Patents

Mosaic photodetector with limiting efficiency of image conversion: structures and methods of its manufacturing (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2731460C1
RU2731460C1 RU2019106943A RU2019106943A RU2731460C1 RU 2731460 C1 RU2731460 C1 RU 2731460C1 RU 2019106943 A RU2019106943 A RU 2019106943A RU 2019106943 A RU2019106943 A RU 2019106943A RU 2731460 C1 RU2731460 C1 RU 2731460C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
submodules
crystals
mfp
carrier plate
crystal
Prior art date
Application number
RU2019106943A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Козлов
Андрей Рудольфович Новоселов
Михаил Алексеевич Демьяненко
Виктор Николаевич Овсюк
Original Assignee
Александр Иванович Козлов
Андрей Рудольфович Новоселов
Михаил Алексеевич Демьяненко
Виктор Николаевич Овсюк
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Иванович Козлов, Андрей Рудольфович Новоселов, Михаил Алексеевич Демьяненко, Виктор Николаевич Овсюк filed Critical Александр Иванович Козлов
Priority to RU2019106943A priority Critical patent/RU2731460C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2731460C1 publication Critical patent/RU2731460C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

FIELD: electronics.
SUBSTANCE: invention relates to optoelectronics, nano- and microelectronics and can be used to create ultrahigh-dimensional mosaic photodetectors (MPD), including multispectral ones. In MPD of ultrahigh dimension with limiting efficiency of image conversion consisting of matrix n×m uncased photodetector submodules, to reduce the number of lost elements in the "blind zone", ensure compact design and expand field of use, uncased submodules are made with provision of minimum damage areas on jointed edges of crystals of submodules, submodules are arranged on a single carrier plate with minimum gaps or without gaps. Versions of jointing area of adjacent submodules and MPD in general are proposed. In method for manufacturing of ultrahigh-dimensional MPD with limiting efficiency of image conversion to increase accuracy of submodules positioning, improving manufacturability of the manufacturing method and reducing MPD prime cost additional precision formation of jointed edges of crystals of submodules with provision of minimum (5–8 mcm) damage areas is performed in a certain way, installation of submodules on a single carrier plate with holes is performed by means of vacuum grippers and micromanipulators with minimum gaps (≤2 mcm) or without gaps.
EFFECT: disclosed are versions of methods for creating MPD of ultrahigh dimension with limiting efficiency of image conversion; obtained results can be used when creating mosaic emitters consisting of a given combination of submodules-emitters of different ranges.
23 cl, 78 dwg, 1 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к оптоэлектронике, нано- и микроэлектронике и может быть использовано для создания мультиспектральных мозаичных фотоприемников (МФП) сверхвысокой размерности (широкоформатных, панорамных и т.п.), состоящих из заданной комбинации гибридных или монолитных фотоприемных субмодулей, например из неохлаждаемых матричных микроболометрических приемников (ММБП) излучения как инфракрасного (ИК), так и терагерцового (ТГц) диапазонов. Изобретение может быть также использовано для создания многоцветных мозаичных излучателей сверхвысокой размерности (широкоформатных, панорамных и т.п.), состоящих из заданной комбинации субмодулей многоэлементных полупроводниковых и оптоэлектронных излучателей.The invention relates to optoelectronics, nano- and microelectronics and can be used to create multispectral mosaic photodetectors (MPDs) of ultra-high dimension (wide-format, panoramic, etc.), consisting of a given combination of hybrid or monolithic photodetector submodules, for example, from uncooled matrix microbolometric receivers (MMBP) radiation of both infrared (IR) and terahertz (THz) ranges. The invention can also be used to create multi-color mosaic emitters of ultra-high dimensions (wide-format, panoramic, etc.), consisting of a given combination of submodules of multi-element semiconductor and optoelectronic emitters.

Мозаичные приемники/излучатели могут быть использованы для регистрации или мониторинга огромных информационных массивов, так называемых больших данных, а также для осуществления распределенных технологий обработки и анализа больших информационных баз данных, многомерных сигналов и изображений сверхвысокого формата в ультрафиолетовом (УФ), видимом, ИК, ТГц и других областях спектра, а также для регистрации изображений и частиц в широком диапазоне энергий с высоким пространственным, временным и амплитудным разрешением и возможностью применения для С - tau фабрики.Mosaic receivers / emitters can be used to register or monitor huge information arrays, the so-called big data, as well as to implement distributed technologies for processing and analyzing large information databases, multidimensional signals and ultra-high format images in ultraviolet (UV), visible, IR, THz and other areas of the spectrum, as well as for the registration of images and particles in a wide range of energies with high spatial, temporal and amplitude resolution and the possibility of using it for C - tau factories.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

МОЗАИЧНЫЙ ПРИНЦИП СОЗДАНИЯ МФПMOSAIC PRINCIPLE OF CREATING MFP

Потребность увеличения дальности действия и пространственного разрешения тепловизионных систем стимулирует создание фотоприемников сверхвысокой размерности для соответствующих спектральных диапазонов. Однако, прямое увеличение количества фоточувствительных элементов (ФЧЭ) в фотоприемнике ведет к значительному увеличению площади кристаллов интегральных схем (ИС) считывания фотосигналов, так называемых - кремниевых мультиплексоров (КМ), и матрицы ФЧЭ. Известно, что при увеличении площади кристаллов уменьшается выход годных изделий, что непосредственно определяет высокую стоимость приборов.The need to increase the range and spatial resolution of thermal imaging systems stimulates the creation of ultra-high-dimensional photodetectors for the corresponding spectral ranges. However, a direct increase in the number of photosensitive elements (PSE) in a photodetector leads to a significant increase in the area of chips of integrated circuits (ICs) for reading photo signals, the so-called silicon multiplexers (CM), and PSE matrix. It is known that with an increase in the area of crystals, the yield of suitable products decreases, which directly determines the high cost of devices.

Мозаичная технология является одним из прорывных технических решений проблемы кардинального увеличения форматов фотоприемников, в частности при больших линейных размерах ФЧЭ, например, на основе соединения кадмий-ртуть-теллур (КРТ) или многослойных структур с квантовыми ямами (МСКЯ). МФП сверхвысокой размерности (Full HD, Ultra HD) обладают существенной, расширяющейся, индустриальной сферой применения в передовых IT-производствах. Изготавливают МФП с объединенными матрицами ФЧЭ и гораздо

Figure 00000001
форматов. МФП создают различными способами прецизионной технологии микросборки стык в стык друг к другу кристаллов фотоприемных субмодулей, приемлемого для изготовления формата. В МФП субмодули могут работать параллельно, обеспечивая тем самым высокую скорость считывания кадров объединенного изображения сверхвысокой размерности при стандартной для субмодулей частоте считывания. Именно этим определяется актуальность мозаичной технологии применительно к неохлаждаемым матричным микроболометричеким приемникам (ММБП) излучения ИК и ТГц диапазонов.Mosaic technology is one of the breakthrough technical solutions to the problem of a dramatic increase in the formats of photodetectors, in particular, with large linear dimensions of the PSE, for example, based on a cadmium-mercury-tellurium (MCT) compound or multilayer structures with quantum wells (LQW). Ultra-high-dimensional MFPs (Full HD, Ultra HD) have a significant, expanding, industrial scope of application in advanced IT industries. MFPs are made with combined PSE matrices and much
Figure 00000001
formats. MFPs are created by various methods of precision technology of micro-assembly, butt-to-joint, of crystals of photodetector submodules, suitable for the manufacture of the format. In the MFP, the submodules can operate in parallel, thus providing a high read rate of frames of the combined ultra-high-dimensional image at the standard read rate for submodules. This is what determines the relevance of mosaic technology as applied to uncooled array microbolometric detectors (MMBD) of IR and THz radiation.

ОСНОВНАЯ ПРОБЛЕМА МФПTHE MAIN PROBLEM OF THE MFP

Основная проблема МФП - наличие "слепых зон". "Слепые зоны" - это конструктивно-технологические области фокальной поверхности МФП, расположенные вдоль линий стыковки смежных кристаллов субмодулей, в которых невозможно создать ФЧЭ обычными способами. Фокальная поверхность МФП - поверхность расположения матриц ФЧЭ субмодулей, в т.ч. это может быть и фокальная плоскость. Оптическая система фокусирует изображение на элементы матриц всех субмодулей одновременно. При проецировании входного изображения - потока ИК или ТГц излучения - на объединенную матрицу МФП часть изображения теряется в "слепых зонах". Применение МФП ограничивается размерами "слепых зон" между краевыми ФЧЭ смежных субмодулей. Уменьшение количества элементов, потерянных в "слепых зонах" МФП, увеличивает эффективность преобразования изображений в МФП и объем исходных данных для видеопроцессора считываемых сигналов, в результате повышает достоверность обработки и, в конечном итоге, улучшает качество визуализируемых изображений.The main problem with MFP is the presence of "blind spots". "Blind spots" are the structural and technological areas of the focal surface of the MFP, located along the lines of joining of adjacent crystals of submodules, in which it is impossible to create a PSE by conventional methods. The focal surface of the MFP is the surface of the location of the PSE matrices of submodules, incl. it can also be the focal plane. The optical system focuses the image on the matrix elements of all submodules at the same time. When projecting the input image - a stream of IR or THz radiation - onto the combined MFP matrix, part of the image is lost in the "blind zones". The use of MFP is limited by the size of the "blind zones" between the edge PSEs of adjacent submodules. Reducing the number of elements lost in the "blind spots" of the MFP, increases the efficiency of image conversion in the MFP and the amount of input data for the video processor of the read signals, as a result, increases the accuracy of processing and, ultimately, improves the quality of rendered images.

Проблема наличия "слепых зон" в МФП выходит на первый план при высокой и сверхвысокой размерности объединенной фотоприемной матрицы и малом линейном размере ФЧЭ. Отсюда следует актуальность и практическая потребность в уменьшении "слепых зон" МФП, в том числе технологической части указанных зон.The problem of the presence of "blind spots" in the MFP comes to the fore at the high and ultra-high dimensions of the combined photodetector array and the small linear size of the PSE. Hence follows the relevance and practical need to reduce the "blind spots" of the MFP, including the technological part of these zones.

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ "СЛЕПЫХ ЗОН" МФПNUMERICAL SIMULATION OF "BLIND SPOTS" OF MFP

Для количественной оценки потерь изображения можно ввести термин эффективность (ηeff) преобразования изображений в МФП:To quantify image loss, the term efficiency (η eff ) of image conversion in MFP can be introduced:

ηeff=1-εmfpa,η eff = 1-ε mfpa ,

где εmfpa - неэффективность преобразования изображений в МФП. В наиболее общем виде МФП состоят из субмодулей 4-х типов. Неэффективность εmfpa преобразования изображений можно представить в виде:where ε mfpa is the inefficiency of image conversion in MFP. In the most general form, MFPs consist of 4 types of submodules. The inefficiency ε mfpa of image conversion can be represented as:

εmfpa=N1ε1+N2ε2+N3ε3+N4ε4,ε mfpa = N 1 ε 1 + N 2 ε 2 + N 3 ε 3 + N 4 ε 4 ,

где N1 - количество кристаллов субмодулей, стыкуемых одной стороной (первый тип субмодулей); N2 - количество кристаллов субмодулей, стыкуемых с двух сторон (второй тип); N3 - количество кристаллов субмодулей, стыкуемых с трех сторон (третий тип); N4 - количество кристаллов субмодулей, стыкуемых с четырех сторон (четвертый тип); εj - относительные потери элементов входного изображения в субмодуле j-го типа, приведенные к полному количеству элементов входного изображения на объединенной фотоприемной матрице МФП (относительная неэффективность преобразования изображений в субмодуле j-го типа МФП); εj=NLj/NRma, j=1, 2, 3, 4; NLj - количество элементов входного изображения, потерянных в субмодулях первого (j=1), второго (j=2), третьего (j=3) или четвертого (j=4) типов, NRma - полное количество элементов входного изображения, сфокусированного на объединенную фотоприемную матрицу МФП. Имеются определенные особенности использования субмодулей разных типов.where N 1 - the number of crystals of submodules, butted on one side (the first type of submodules); N 2 - the number of crystals of submodules, butted on both sides (second type); N 3 - the number of crystals of submodules, butted on three sides (third type); N 4 - the number of crystals of submodules, butted on four sides (fourth type); ε j is the relative loss of input image elements in the j-th type submodule, reduced to the total number of input image elements on the combined photodetector matrix of the MFP (relative inefficiency of image conversion in the j-th type MFP submodule); ε j = N Lj / N Rma , j = 1, 2, 3, 4; N Lj is the number of input image elements lost in the submodules of the first (j = 1), second (j = 2), third (j = 3) or fourth (j = 4) types, N Rma is the total number of input image elements focused to the integrated photodetector matrix of the MFP. There are certain peculiarities of using different types of submodules.

Теоретическая неэффективность

Figure 00000002
преобразования изображений в произвольном i-ом субмодуле МФП, состоящего из субмодулей одного формата:Theoretical inefficiency
Figure 00000002
converting images in an arbitrary i-th submodule of the MFP, consisting of submodules of the same format:

Figure 00000003
Figure 00000003

где NLi - количество элементов входного изображения, потерянных в субмодуле МФП, NRi - полное количество элементов входного изображения, сфокусированного на матрицу ФЧЭ субмодуля.where N Li is the number of input image elements lost in the MPP submodule, N Ri is the total number of input image elements focused on the PSE matrix of the submodule.

Эффективность преобразования изображений в зависимости от формата объединенной матрицы и шага (Lpix) ФЧЭ представлена графически на фиг. 1 (кривые 1-4). Количество элементов в "слепых зонах" растет линейно при увеличении формата фотоприемной матрицы и уменьшается при увеличении размеров ФЧЭ (кривые 5-8). Фиг. 1 показывает, в частности, что при высоком и сверхвысоком формате фотоприемной матрицы МФП и большом шаге ФЧЭ эффективность преобразования изображений в МФП может оставаться высокой, однако количество ФЧЭ в "слепых зонах" при этом может достигать критических величин.The efficiency of image conversion depending on the format of the combined matrix and the pitch (L pix ) of the PSE is presented graphically in Fig. 1 (curves 1-4). The number of elements in the "blind zones" increases linearly with an increase in the format of the photodetector array and decreases with an increase in the size of the PSE (curves 5-8). FIG. 1 shows, in particular, that with a high and ultra-high format of the photodetector matrix of the MPA and a large step of the PSE, the efficiency of image conversion in the MPA can remain high, however, the number of PSEs in the "blind zones" can reach critical values.

В более простых случаях, когда, например, МФП состоит из унифицированных субмодулей с одним и тем же шагом элементов, потери изображений в МФП можно характеризовать количеством элементов (NL) входного изображения, проецируемых на "слепые зоны" МФП, или коэффициентом потери изображения равным 1/NL.In simpler cases, when, for example, the MFP consists of unified submodules with the same element pitch, the image loss in the MFP can be characterized by the number of elements (N L ) of the input image projected onto the “blind spots” of the MFP, or by the image loss coefficient equal to 1 / N L.

Количество элементов в "слепой зоне" МФП можно выразить следующим образом:The number of elements in the MFP "blind spot" can be expressed as follows:

NL=kxM(N/n-1)+ky(n+kx)(М/m-1)(N/n-1)+kyn(М/m-1),N L = k x M (N / n-1) + k y (n + k x ) (M / m-1) (N / n-1) + k y n (M / m-1),

где n - число ФЧЭ по координате "X" фотоприемной матрицы субмодуля, m - число элементов по координате "Y" матрицы субмодуля, Lpx - шаг ФЧЭ по координате "X" матрицы субмодуля, Lpy - шаг элементов по координате "Y" матрицы субмодуля, N - число ФЧЭ по координате "X" объединенной матрицы МФП, М - число элементов по координате "Y" матрицы МФП, Lbx - расстояние по координате "X" между краевыми ФЧЭ смежных субмодулей, Lby - расстояние по координате "Y" между краевыми ФЧЭ смежных субмодулей, kx=Lbx/Lpx - число элементов по координате "X" в "слепой зоне" МФП, ky=Lby/Lpy - число элементов по координате "Y" в "слепой зоне".where n is the number of PSEs along the "X" coordinate of the photodetector matrix of the submodule, m is the number of elements along the "Y" coordinate of the submodule matrix, L px is the step of the PSEs along the "X" coordinate of the submodule matrix, L py is the step of the elements along the "Y" coordinate of the matrix submodule, N is the number of PSEs along the X coordinate of the combined PDM matrix, M is the number of elements along the Y coordinate of the PDM matrix, L bx is the distance along the X coordinate between the edge PSEs of adjacent submodules, L by is the distance along the Y coordinate "between edge PSEs of adjacent submodules, k x = L bx / L px is the number of elements along the" X "coordinate in the" blind zone "of the MFP, k y = L by / L py is the number of elements along the" Y "coordinate in the" blind zone ".

Расстояние между краевыми ФЧЭ смежных субмодулей (размер "слепой зоны") перпендикулярно линиям стыковки определяется размерами области повреждения полупроводникового материала, возникающей в процессе разделения пластин на кристаллы, технологических зазоров между стыкуемыми кристаллами и конструктивной области размещения на кристаллах схем считывания фотосигналов. Размер "слепой зоны" МФП вдоль линий стыковки смежных субмодулей растет при увеличении формата объединенной фотоприемной матрицы и шага ФЧЭ. Численное моделирование зависимостей количества элементов в "слепой зоне" от формата МФП и от шага элементов на основе субмодулей разных форматов представлено на фиг. 2-4.The distance between the edge PSEs of adjacent submodules (the size of the "blind zone") perpendicular to the joining lines is determined by the size of the damage area of the semiconductor material arising in the process of dividing the wafers into crystals, the technological gaps between the abutting crystals and the structural area of placement of photo signal readout circuits on the crystals. The size of the "blind zone" of the MFP along the lines of joining of adjacent submodules increases with an increase in the format of the combined photodetector array and the PSE pitch. Numerical modeling of the dependencies of the number of elements in the "blind zone" on the MFP format and on the step of elements based on submodules of different formats is shown in Fig. 2-4.

Приведенный математический аппарат позволяет оценить количество ФЧЭ в "слепых зонах" при разных исходных данных: размерах "слепой зоны", шаге (Lpix) ФЧЭ, формате фотоприемной матрицы МФП и размерности субмодулей.The given mathematical apparatus makes it possible to estimate the number of PSEs in the "blind zones" for different initial data: the size of the "blind zone", the step (L pix ) of the PSE, the format of the photodetector matrix of the MPP and the dimensions of the submodules.

АНАЛОГИ КОНСТРУКЦИИ МФПANALOGUES OF THE MFP DESIGN

Известен МФП форматом 8192×4096 ФЧЭ, выполненный на основе матрицы 4×2 гибридных субмодулей форматом 2048×2048 элементов (фиг. 5) [Bortoletto F., Bonoli С., D'Alessandro М., Giro Е., De Caprio V., Corcione L., Ligori S., Morgante G. Euclid Near InfraRed Spectrograph (ENIS) Focal Plane Design // Proc. SPIE, 7731, Space Telescopes and Instrumentation 2010: Optical, Infrared, and Millimeter Wave. 77312T. August 09, 2010. doi:10.1117/12.856402]. Кристаллы субмодулей размещают в открытых корпусах. Субмодуль форматом 2048×2048 в открытом корпусе представляет собой гибридную сборку двух кристаллов. Кристалл матрицы ФЧЭ и кристалл КМ соединяют друг с другом с применением индиевых микростолбов. В составе МФП субмодули в открытых корпусах выравнивают по всем координатам с использованием механических элементов и фиксируют в заданном положении на носителе.Known MFP format 8192 × 4096 PSE, made on the basis of a matrix of 4 × 2 hybrid submodules with a format of 2048 × 2048 elements (Fig. 5) [Bortoletto F., Bonoli C., D'Alessandro M., Giro E., De Caprio V. , Corcione L., Ligori S., Morgante G. Euclid Near InfraRed Spectrograph (ENIS) Focal Plane Design // Proc. SPIE, 7731, Space Telescopes and Instrumentation 2010: Optical, Infrared, and Millimeter Wave. 77312T. August 09, 2010. doi: 10.1117 / 12.856402]. Crystals of submodules are placed in open cases. The submodule with the format 2048 × 2048 in an open package is a hybrid assembly of two crystals. The PSE matrix crystal and the CM crystal are connected to each other using indium micropillars. As part of the MFP, submodules in open housings are aligned in all coordinates using mechanical elements and fixed in a given position on the carrier.

Однако этот известный МФП (см. фиг. 5) имеет недостатки: МФП состоит из субмодулей с кристаллами матриц ФЧЭ высокой размерности, высокой себестоимости и одного спектрального диапазона; дальнейшее повышение размерности возможно только при увеличении линейных размеров применяемых кристаллов субмодулей; выравнивание субмодулей производят с помощью механических элементов крепления, что определяет большие "слепые зоны" размером 2,88 мм, что эквивалентно 160 ФЧЭ с шагом 18 мкм.However, this known MFP (see Fig. 5) has drawbacks: the MFP consists of submodules with crystals of PSE matrices of high dimension, high cost and one spectral range; a further increase in the dimension is possible only with an increase in the linear dimensions of the used crystals of submodules; the alignment of the submodules is carried out with the help of mechanical fastening elements, which defines large "blind zones" of 2.88 mm, which is equivalent to 160 PSEs with a pitch of 18 μm.

Известен гибридный МФП на основе линейчатых кристаллов ФЧЭ, в котором достигнут размер "слепой зоны" около ~46 мкм; рассмотренные здесь дизайнерские подходы применимы по большей части только для линейчатых субмодулей [Новоселов А.Р. Разработка высокоэффективных мозаичных фотоприемников на основе линеек фоточувствительных элементов // Автометрия. 2010. Т. 46. №6. С. 106-115].Known hybrid MFP based on line crystals PSE, in which the size of the "blind zone" is about ~ 46 microns; the design approaches considered here are applicable for the most part only for linear submodules [Novoselov A.R. Development of highly efficient mosaic photodetectors based on photosensitive element lines // Avtometriya. 2010. T. 46. No. 6. S. 106-115].

Известно многокристальное фотоприемное устройство (ФПУ), содержащее гибридизированные кристаллы матриц ФЧЭ и КМ [Яковлева Н.И., Болтарь К.О., Никонов А.В. Многокристальное многоцветное ФПУ с расширенной спектральной характеристикой квантовой эффективности // Патент России №2564813. 2015]. Фоточувствительные модули в виде гибридизированных кристаллов матриц ФЧЭ и КМ расположены на подложке с минимальными зазорами между кристаллами не менее 10-20 мкм. Рассмотрен блочный технологический маршрут ручной сборки ФПУ стандартной (SD) размерности из 4-х модулей формата 384×288, размещаемых на общей коммутирующей подложке в едином корпусе.Known multichip photodetector device (FPU) containing hybridized crystals of matrices PSE and CM [Yakovleva NI, Boltar KO, Nikonov A. Century. Multicrystal multicolor FPU with extended spectral characteristic of quantum efficiency // Patent of Russia №2564813. 2015]. Photosensitive modules in the form of hybridized crystals of PSE and CM matrices are located on a substrate with minimum gaps between crystals of at least 10-20 microns. A block technological route of manual assembly of PDs of standard (SD) dimensions from 4 modules of 384 × 288 format, placed on a common switching substrate in a single housing, is considered.

Известный процесс сборки фоточувствительных модулей в МФП включает следующие основные операции: подготовку поверхностей модулей и коммутирующей подложки к приклеиванию; нанесение вакуумного клея; позиционирование фоточувствительных модулей с прижимом сверху при помощи микроманипуляторов и контролем зазоров между кристаллами при помощи микроскопа.The known process of assembling photosensitive modules in the MFP includes the following basic operations: preparing the surfaces of the modules and the switching substrate for gluing; applying vacuum glue; positioning of photosensitive modules with a clamp from above using micromanipulators and control of gaps between crystals using a microscope.

Однако, конкретная разработка конструкции и способа изготовления известного устройства для случаев высокой и сверхвысокой размерности, когда ФПУ включает более 4-х субмодулей, здесь отсутствует; зазор между субмодулями составляет не менее 10-20 мкм, что недопустимо много в случае небольших размеров ФЧЭ, при этом потери изображения в "слепой зоне" становятся существенными, снижается объем данных для последующей обработки, понижается достоверность обработки видеосигналов и ухудшается качество формируемых изображений. Кроме того, в технологии изготовления известного устройства прижим субмодулей осуществляется сверху, при помощи микроманипуляторов, что недопустимо в случае ММБП и других монолитных фотоприемников; даже для гибридных микросборок прижим сверху зачастую неприемлем.However, there is no specific development of a design and a method for manufacturing a known device for cases of high and ultra-high dimensions, when the PDU includes more than 4 submodules; the gap between the submodules is at least 10-20 microns, which is unacceptable in the case of small PSE sizes, while the image loss in the "blind zone" becomes significant, the amount of data for subsequent processing decreases, the reliability of video signal processing decreases, and the quality of the generated images deteriorates. In addition, in the manufacturing technology of the known device, the submodules are clamped from above, using micromanipulators, which is unacceptable in the case of MBMS and other monolithic photodetectors; even for hybrid micro-assemblies, the top pressure is often unacceptable.

ПРОТОТИП КОНСТРУКЦИИ МФПPROTOTYPE OF MFP DESIGN

Известена дизайнерская модель МФП форматом 14336×10240 (146800640) ФЧЭ, выполненный на основе матрицы 7×5 субмодулей каждый форматом 2048×2048 элементов (фиг. 6) [Sprafke Т., Beletic J.W. High-Performance Infrared Focal Plane Arrays for Space Applications // Optics and Photonics News. 2008. V. 19. №6. P. 22-27. Figure in center of p. 27. doi:10.1364/OPN.19.6.000022]. Данный МФП является наиболее близким техническим решением и может быть принят за прототип. Субмодуль форматом 2048×2048 представляет собой гибридную сборку двух кристаллов: кристалла матрицы ФЧЭ и кристалла КМ, которые соединяют друг с другом с применением индиевых микростолбов. Кристаллы субмодулей размещают в открытых корпусах. В составе МФП субмодули в открытых корпусах выравнивают по координатам "X", "Y" и "Z" с использованием механических элементов и фиксируют в заданном положении на пластине-носителе.Known design model MFP format 14336 × 10240 (146800640) PSE, made on the basis of a matrix of 7 × 5 submodules, each format 2048 × 2048 elements (Fig. 6) [Sprafke T., Beletic J.W. High-Performance Infrared Focal Plane Arrays for Space Applications // Optics and Photonics News. 2008. V. 19. No. 6. P. 22-27. Figure in center of p. 27. doi: 10.1364 / OPN.19.6.000022]. This MFP is the closest technical solution and can be taken as a prototype. The submodule with the format 2048 × 2048 is a hybrid assembly of two crystals: a PSE matrix crystal and a CM crystal, which are connected to each other using indium micropillars. Crystals of submodules are placed in open cases. As part of the MFP, submodules in open housings are aligned along the coordinates "X", "Y" and "Z" using mechanical elements and fixed in a given position on the carrier plate.

Однако, этот известный МФП (см. фиг. 6) имеет определенные недостатки: МФП состоит из субмодулей одного спектрального диапазона, высокой размерности и высокой себестоимости; выравнивание субмодулей производят с помощью механических элементов крепления, что в совокупности с наличием открытых корпусов определяет значительные "слепые зоны" данного известного МФП.However, this known MFP (see Fig. 6) has certain disadvantages: the MFP consists of submodules of the same spectral range, high dimension and high cost; the alignment of the submodules is carried out using mechanical fastening elements, which, together with the presence of open housings, determines significant "blind zones" of this known MFP.

ПРОТОТИП СПОСОБА ИЗГОТОВЛЕНИЯ МФПPROTOTYPE OF MFP MANUFACTURING METHOD

Известен способ изготовления гибридных фотоприемников [Клименко А.Г., Недосекина Т.Н., Карнаева Н.В., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н, Есаев Д.Е. Технология сборки крупноформатных инфракрасных фотоприемных модулей на индиевых микростолбах // Оптический журнал. 2009. Т. 76. №12. С. 63-68]. Известный способ изготовления является наиболее близким техническим решением и может быть принят за прототип способа изготовления МФП высокой и сверхвысокой размерности (фиг. 7).A known method of manufacturing hybrid photodetectors [Klimenko AG, Nedosekina TN, Karnaeva NV, Marchishin IV, Novoselov AR, Ovsyuk VN, Esaev DE. Assembly technology of large-format infrared photodetector modules on indium micropillars // Optical journal. 2009. T. 76. No. 12. S. 63-68]. The known manufacturing method is the closest technical solution and can be taken as a prototype of a method for manufacturing MFPs of high and ultra-high dimensions (Fig. 7).

Известный способ изготовления гибридного фотоприемника заключается в том, что в процессе изготовления на кристаллах КМ создают топологические (кристальные) реперные знаки, изготавливают фиксаторы, изготавливают носители внешних реперных знаков, изготавливают внешние реперные знаки, внешние реперные знаки размещают на носителях внешних реперных знаков, кристаллы КМ устанавливают на пластину-носитель, кристаллы матриц ФЧЭ ориентируют в плоскости "XY" с помощью плоских фиксаторов, эпоксидный клей вводят между фиксаторами по "XY" и опорами фиксаторов, совмещение внешних и топологических реперных знаков осуществляют с применением микроскопа, ориентацию верхнего кристалла относительно нижнего осуществляют с помощью микроманипулятора путем сдвига кристалла матриц ФЧЭ до совпадения внешних реперных знаков с топологическими реперными знаками на кристалле КМ, накладывают разравниватель, устанавливают совмещенные кристаллы КМ и матриц ФЧЭ в экспериментальную установку сборки, увеличивают вертикальную нагрузку до заданной величины, вынимают готовый гибридный фотоприемник из установки сборки (см. фиг. 7).A known method of manufacturing a hybrid photodetector consists in the fact that in the manufacturing process on CM crystals topological (crystal) fiducial marks are created, clamps are made, carriers of external fiducial marks are made, external fiducial marks are made, external fiducial marks are placed on carriers of external fiducial marks, CM crystals are installed on the carrier plate, crystals of PSE matrices are oriented in the "XY" plane using flat clamps, epoxy glue is introduced between the clamps along "XY" and the supports of the clamps, the alignment of external and topological reference marks is carried out using a microscope, the orientation of the upper crystal relative to the lower one is carried out using a micromanipulator by shifting the crystal of the PSE matrices until the external reference marks coincide with the topological reference marks on the CM crystal, apply a leveler, install the aligned crystals of the CM and PSE matrices into the experimental assembly installation, increase the vertical load to a predetermined value, remove the finished hybrid photodetector from the assembly installation (see. fig. 7).

Методологическая основа изготовления гибридного фотоприемника частично применима при разработке и исследовании базовой технологии изготовления МФП высокой и сверхвысокой размерности. Однако способ изготовления гибридного фотоприемника непосредственно ориентирован только на микросборку двух кристаллов: матрицы ФЧЭ и мультиплексора, что ограничивает формат создаваемых фотоприемников; прямое применение данного способа для изготовления МФП высокой и сверхвысокой размерности наталкивается на непроработанные вопросы формирования предельно ровных граней кристаллов субмодулей с минимальными областями повреждения полупроводниковых материалов, прецизионного совмещения и позиционирования кристаллов при микросборке субмодулей в МФП; на практике прижим сверху является повреждающим воздействием даже для гибридных субмодулей, а для монолитных субмодулей, особенно для микроболометрических приемников, такая технологическая операция вообще не приемлема вследствие разрушающего воздействия на чувствительные элементы (ЧЭ).The methodological basis for the manufacture of a hybrid photodetector is partially applicable in the development and study of the basic technology for manufacturing high and ultrahigh-dimensional MFPs. However, the method of manufacturing a hybrid photodetector is directly focused only on the microassembly of two crystals: a PSE matrix and a multiplexer, which limits the format of the photodetectors being created; direct application of this method for the manufacture of high and ultrahigh-dimensional MFPs encounters unresolved issues of the formation of extremely flat crystal faces of submodules with minimal areas of damage to semiconductor materials, precision alignment and positioning of crystals during microassembly of submodules in MFP; in practice, pressing from above is a damaging effect even for hybrid submodules, and for monolithic submodules, especially for microbolometric receivers, such a technological operation is generally unacceptable due to the destructive effect on sensitive elements (SE).

ПРОТОТИП ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОГО СПОСОБА ИЗГОТОВЛЕНИЯ МФПPROTOTYPE OF SEMI-AUTOMATIC METHOD OF PRODUCING MFP

Известен полуавтоматический способ создания моделей МФП размерностью 2×2 субмодуля, заключающийся в следующем. На рабочую поверхность установки с помощью полуавтоматического микроманипулятора последовательно переносят четыре кристалла матриц ФЧЭ, на кристаллы матриц ФЧЭ последовательно накладывают кристаллы КМ, кристаллы КМ и кристаллы матриц ФЧЭ гибридизируют с применением индиевых микростолбов, поверх КМ устанавливают подложку, которая обеспечивает прочность гибридной микросборки в целом (фиг. 8) [Miller Т.М., Jhabvala Ch.A., Leong Ed., Costen N.P., Sharp E., Adachi Т., Benford D.J. Enabling Large Focal Plane Arrays Through Mosaic Hybridization // Proc. of SPIE. High Energy, Optical, and Infrared Detectors for Astronomy, part V. 2012. Vol. 8453. P. 2H-1-2H-7. Fig. 5. doi:10.1117/12.926491]. Данный известный способ принят за прототип полуавтоматического способа изготовления МФП.Known semi-automatic method for creating MFP models with a dimension of 2 × 2 submodules, which consists in the following. Four crystals of PSE matrices are sequentially transferred to the working surface of the installation using a semi-automatic micromanipulator, CM crystals are sequentially applied to the PSE matrix crystals, CM crystals and PSE matrix crystals are hybridized using indium micropillars, a substrate is installed over the CM, which ensures the strength of the hybrid microassembly as a whole (Fig. 8) [Miller T.M., Jhabvala Ch.A., Leong Ed., Costen NP, Sharp E., Adachi T., Benford DJ Enabling Large Focal Plane Arrays Through Mosaic Hybridization // Proc. of SPIE. High Energy, Optical, and Infrared Detectors for Astronomy, part V. 2012. Vol. 8453. P. 2H-1-2H-7. Fig. 5. doi: 10.1117 / 12.926491]. This known method is adopted as a prototype of a semi-automatic method for manufacturing MFP.

Однако данный способ создает большие "слепые зоны" и применим для МФП, состоящих из матриц 2×2 субмодуля, 1×2 субмодуля или 2×1 субмодуль, расположение контактных площадок на двух сторонах кристаллов субмодулей ограничивает размерность МФП.However, this method creates large "blind zones" and is applicable for MFPs consisting of 2x2 submodule matrices, 1x2 submodule or 2x1 submodule, the location of the contact pads on both sides of the submodule chips limits the MFP dimension.

В 2013 г. разработан и исследован базовый технологический блок операций лазерного скрайбирования в составе прототипа прецизионной технологии микросборки кремниевых кристаллов в МФП [Демьяненко М.А., Козлов А.И., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. О мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемниках инфракрасного и терагерцового диапазонов // Автометрия. 2016. Т. 52. №2. С. 115-121; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Исследование технологии создания мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемников инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Труды Первой Российско-Белорусской научно-технической конференции "Элементная база отечественной радиоэлектроники", 11-14 сентября 2013 г. Нижний Новгород: Научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, 2013. С. 30-33; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Исследование конструктивно-технологических путей создания неохлаждаемых микроболометрических приемников изображений инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Тезисы докладов XI Российской конференции по физике полупроводников «Полупроводники-2013», 16-20 сентября 2013 г. - Санкт-Петербург: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, 2013. С. 43; Новоселов А.Р. Способ уменьшения зазора между чипами в мозаичных фотоприемных модулях // Автометрия. 2016. Т. 52. №1. С. 116-121; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Преобразование изображений в мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемниках инфракрасного и терагерцового диапазонов форматом до 3072×576 и более // Оптический журнал. 2014. Т. 81. №3. С. 35-43; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Разработка мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемников инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Успехи прикладной физики. 2014. Т. 2. №2. С. 123-130]. Для практической реализации конструкции МФП был применен следующий технологический подход с микросборкой кремниевых кристаллов ММБП. В пластине были созданы технологические отверстия для фиксации кристаллов вакуумом. Пластина устанавливалась под микроскопом на столик с подведенной вакуумной линией. Кристалл ММБП с нанесенным на непланарную (нерабочую) сторону слоем клея минимальной толщины устанавливался на заданное место, а затем при помощи вакуума удерживался до полимеризации клея. После этого аналогично устанавливался следующий кристалл ММБП [Демьяненко М.А., Козлов А.И., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. О мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемниках инфракрасного и терагерцового диапазонов // Автометрия. 2016. Т. 52. №2. С. 115-121; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Исследование технологии создания мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемников инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Труды Первой Российско-белорусской научно-технической конференции "Элементная база отечественной радиоэлектроники", 11-14 сентября 2013 г. Нижний Новгород: Научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, 2013. С. 30-33; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Исследование конструктивно-технологических путей создания неохлаждаемых микроболометрических приемников изображений инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Тезисы докладов XI Российской конференции по физике полупроводников «Полупроводники-2013», 16-20 сентября 2013 г. - Санкт-Петербург: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, 2013. С. 43; Новоселов А.Р. Способ уменьшения зазора между чипами в мозаичных фотоприемных модулях // Автометрия. 2016. Т. 52. №1. С. 116-121; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Преобразование изображений в мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемниках инфракрасного и терагерцового диапазонов форматом до 3072×576 и более // Оптический журнал. 2014. Т. 81. №3. С. 35-43; Demyanenko М.А., Kozlov A.I., Novoselov A.R., Esaev D.G., Ovsyuk V.N. Sviluppo Principio Mosaico di Creare Panoramico con Raffreddamento Microbolometro Detector Immagine a Infrarossi e Terahertz Intervallo Spettrale // Italian Science Review. 2015. №7 (28). P. 11-15; Демьяненко M.A., Есаев Д.Г., Клименко A.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Разработка мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемников инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Успехи прикладной физики. 2014. Т. 2. №2. С. 123-130].In 2013, a basic technological block of laser scribing operations was developed and studied as part of a prototype of precision technology for microassembly of silicon crystals in MFP [Demyanenko MA, Kozlov AI, Novoselov AR, Ovsyuk V.N. About mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz ranges // Avtometriya. 2016.Vol. 52.No.2. S. 115-121; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Research of the technology of creating mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz spectral ranges with a format up to 3072 × 576 and more // Proceedings of the First Russian-Belarusian Scientific and Technical Conference "Element Base of Domestic Radio Electronics", September 11-14, 2013 Nizhny Novgorod: Scientific and technical society of radio engineering, electronics and communications. A.S. Popova, 2013.S. 30-33; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Investigation of constructive and technological ways of creating uncooled microbolometric receivers for images of infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Abstracts of the XI Russian Conference on Semiconductor Physics "Semiconductors-2013", September 16-20, 2013 - St. Petersburg: Physico-Technical Institute named after A.F. Ioffe RAS, 2013.S. 43; Novoselov A.R. Method of reducing the gap between chips in mosaic photodetector modules // Avtometriya. 2016.Vol. 52.No. 1. S. 116-121; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Converting images in mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz ranges up to 3072 × 576 and more // Optical Journal. 2014. T. 81. No. 3. S. 35-43; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Development of mosaic uncooled microbolometric receivers for infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Uspekhi prikladnoi fiziki. 2014. T. 2. No. 2. S. 123-130]. For the practical implementation of the design of the MFP, the following technological approach was applied with the microassembly of silicon crystals MMBP. Technological holes were created in the plate for vacuum fixation of crystals. The plate was placed under a microscope on a stage with a vacuum line supplied. An MBMP crystal with a minimum thickness glue layer applied to the non-planar (non-working) side was installed in a predetermined place, and then held by vacuum until the glue polymerized. After that, the next crystal MMBP was installed similarly [Demyanenko MA, Kozlov AI, Novoselov AR, Ovsyuk V.N. About mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz ranges // Avtometriya. 2016.Vol. 52.No.2. S. 115-121; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Research of the technology of creating mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Proceedings of the First Russian-Belarusian Scientific and Technical Conference "Element Base of Domestic Radio Electronics", September 11-14, 2013 Nizhny Novgorod: Scientific and technical society of radio engineering, electronics and communications. A.S. Popova, 2013.S. 30-33; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Investigation of constructive and technological ways of creating uncooled microbolometric receivers for images of infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Abstracts of the XI Russian Conference on Semiconductor Physics "Semiconductors-2013", September 16-20, 2013 - St. Petersburg: Physico-Technical Institute named after A.F. Ioffe RAS, 2013.S. 43; Novoselov A.R. Method of reducing the gap between chips in mosaic photodetector modules // Avtometriya. 2016.Vol. 52.No. 1. S. 116-121; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Converting images in mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz ranges up to 3072 × 576 and more // Optical Journal. 2014. T. 81. No. 3. S. 35-43; Demyanenko M.A., Kozlov A.I., Novoselov A.R., Esaev D.G., Ovsyuk V.N. Sviluppo Principio Mosaico di Creare Panoramico con Raffreddamento Microbolometro Detector Immagine a Infrarossi e Terahertz Intervallo Spettrale // Italian Science Review. 2015. No. 7 (28). P. 11-15; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Development of mosaic uncooled microbolometric receivers for infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Uspekhi prikladnoi fiziki. 2014. T. 2. No. 2. S. 123-130].

Однако при использовании данного технологического подхода для создания МФП суммарный размер технологической части "слепой зоны" между краевыми ФЧЭ смежных кристаллов субмодулей составляет около 30 мкм [Демьяненко М.А., Козлов А.И., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. О мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемниках инфракрасного и терагерцового диапазонов // Автометрия. 2016. Т. 52. №2. С. 115-121; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Исследование технологии создания мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемников инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Труды Первой Российско-Белорусской научно-технической конференции "Элементная база отечественной радиоэлектроники", 11-14 сентября 2013 г. Нижний Новгород: Научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, 2013. С. 30-33; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Исследование конструктивно-технологических путей создания неохлаждаемых микроболометрических приемников изображений инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Тезисы докладов XI Российской конференции по физике полупроводников «Полупроводники-2013», 16-20 сентября 2013 г. - Санкт-Петербург: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, 2013. С. 43; Новоселов А.Р. Способ уменьшения зазора между чипами в мозаичных фотоприемных модулях // Автометрия. 2016. Т. 52. №1. С. 116-121; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Преобразование изображений в мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемниках инфракрасного и терагерцового диапазонов форматом до 3072×576 и более // Оптический журнал. 2014. Т. 81. №3. С. 35-43; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Разработка мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемников инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Успехи прикладной физики. 2014. Т. 2. №2. С. 123-130; Demyanenko М.А., Kozlov A.I., Novoselov A.R., Esaev D.G., Ovsyuk V.N. Sviluppo Principio Mosaico di Creare Panoramico con Raffreddamento Microbolometro Detector Immagine a Infrarossi e Terahertz Intervallo Spettrale // Italian Science Review. 2015. №7 (28). P. 11-15].However, when using this technological approach to create a MFP, the total size of the technological part of the "blind zone" between the edge PSEs of adjacent crystals of submodules is about 30 microns [Demyanenko MA, Kozlov AI, Novoselov AR, Ovsyuk V.N. ... About mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz ranges // Avtometriya. 2016.Vol. 52.No.2. S. 115-121; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Research of the technology of creating mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz spectral ranges with a format up to 3072 × 576 and more // Proceedings of the First Russian-Belarusian Scientific and Technical Conference "Element Base of Domestic Radio Electronics", September 11-14, 2013 Nizhny Novgorod: Scientific and technical society of radio engineering, electronics and communications. A.S. Popova, 2013.S. 30-33; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Investigation of constructive and technological ways of creating uncooled microbolometric receivers for images of infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Abstracts of the XI Russian Conference on Semiconductor Physics "Semiconductors-2013", September 16-20, 2013 - St. Petersburg: Physico-Technical Institute named after A.F. Ioffe RAS, 2013.S. 43; Novoselov A.R. Method of reducing the gap between chips in mosaic photodetector modules // Avtometriya. 2016.Vol. 52.No. 1. S. 116-121; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Converting images in mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz ranges up to 3072 × 576 and more // Optical Journal. 2014. T. 81. No. 3. S. 35-43; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Development of mosaic uncooled microbolometric receivers for infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Uspekhi prikladnoi fiziki. 2014. T. 2. No. 2. S. 123-130; Demyanenko M.A., Kozlov A.I., Novoselov A.R., Esaev D.G., Ovsyuk V.N. Sviluppo Principio Mosaico di Creare Panoramico con Raffreddamento Microbolometro Detector Immagine a Infrarossi e Terahertz Intervallo Spettrale // Italian Science Review. 2015. No. 7 (28). P. 11-15].

НЕДОСТАТКИ ИЗВЕСТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МФП:DISADVANTAGES OF KNOWN CONSTRUCTIONS AND METHODS FOR MANUFACTURING MFP:

1. Главным недостатком известных конструкций МФП является наличие значительных "слепых зон" между краевыми ФЧЭ смежных субмодулей. Размер технологической части "слепой зоны" МФП это минимальное расстояние между краевыми ФЧЭ смежных субмодулей. Размер технологической части "слепой зоны" МФП определяется размерами областей повреждения полупроводниковых материалов и многослойных структур, неровности стыкуемых краев кристаллов и зазоров между кристаллами смежных субмодулей. Фирмы-изготовители МФП стремятся к уменьшению размеров "слепых зон".1. The main disadvantage of the known MFP designs is the presence of significant "blind spots" between the edge PSEs of adjacent submodules. The size of the technological part of the "blind zone" of the MFP is the minimum distance between the edge PSEs of adjacent submodules. The size of the technological part of the "blind zone" of the MFP is determined by the size of the areas of damage to semiconductor materials and multilayer structures, the unevenness of the abutting edges of the crystals and the gaps between the crystals of adjacent submodules. MFP manufacturers are striving to reduce the size of blind spots.

В 2003 г. «слепая зона» МФП составляла 7641 мкм, что эквивалентно 283 ФЧЭ [Finger G., Beletic J.W. Review of the State of Infrared Detectors for Astronomy in Retrospect of the June 2002 // Proc. of SPIE. Workshop on Scientific Detectors for Astronomy. 2003. Vol. 4841. P. 839-852], в 2004 г. - 7128 мкм или 264 ФЧЭ [Dorn R.J., Finger G., Huster G., Hans-Ulrich K., Jean-Louis L., Leander M., Manfred M., Jean-Francois P., Armin S., Stegmeier J., Moorwood A.F.-M. The CRIRES InSb Megapixel Focal Plane Array Detector Mosaic // Proc. of SPIE. 2004. Vol. 5499. P. 510-517] и в 2009 г. - около 367 мкм или 35 ФЧЭ [Scowen P.A., Jansen R.H., Beasley M.N., Macenka S.A., Shaklan S.B., Calzetti D., Desch S., Fullerton A.W., Gallagher J.S., Malhotra S., McCaughrean M.J., Nikzad S., O'Connell R.W., Oey S., Padgett D.L., Rhoads J.E., Roberge A., Siegmund O.H.W., Smith N., Stern D., Tumlinson J., Windhorst R., Woodruff R.A., Spergel D., Sembach K. Design and Implementation of the Widefield High-Resolution UV/Optical Star Formation Camera for the THEIA Mission // Proc. of the 213 Conference of American Astronomical Society. January, 2009. Vol. 41. №1. P. 361]. В 2010 г. достигнуто значение размера "слепой зоны" ≥46 мкм [Новоселов А.Р. Разработка высокоэффективных мозаичных фотоприемников на основе линеек фоточувствительных элементов // Автометрия. 2010. Т. 46. №6. С. 106-115]. Фирма LSST Corporation (USA) при создании МФП, состоящего из 568 фотоприемников форматом 2048×2048 с шагом 10 мкм, рассчитывает уменьшить размер "слепой зоны" до 100 мкм (10 ФЧЭ).In 2003, the "blind zone" of the MFP was 7641 microns, which is equivalent to 283 PSE [Finger G., Beletic J.W. Review of the State of Infrared Detectors for Astronomy in Retrospect of the June 2002 // Proc. of SPIE. Workshop on Scientific Detectors for Astronomy. 2003. Vol. 4841. P. 839-852], in 2004 - 7128 microns or 264 PSE [Dorn RJ, Finger G., Huster G., Hans-Ulrich K., Jean-Louis L., Leander M., Manfred M. , Jean-Francois P., Armin S., Stegmeier J., Moorwood AF-M. The CRIRES InSb Megapixel Focal Plane Array Detector Mosaic // Proc. of SPIE. 2004. Vol. 5499. P. 510-517] and in 2009 - about 367 microns or 35 PSE [Scowen PA, Jansen RH, Beasley MN, Macenka SA, Shaklan SB, Calzetti D., Desch S., Fullerton AW, Gallagher JS, Malhotra S., McCaughrean MJ, Nikzad S., O'Connell RW, Oey S., Padgett DL, Rhoads JE, Roberge A., Siegmund OHW, Smith N., Stern D., Tumlinson J., Windhorst R., Woodruff RA, Spergel D., Sembach K. Design and Implementation of the Widefield High-Resolution UV / Optical Star Formation Camera for the THEIA Mission // Proc. of the 213 Conference of American Astronomical Society. January, 2009. Vol. 41. No. 1. P. 361]. In 2010, the value of the size of the "blind zone" ≥46 microns was reached [Novoselov A.R. Development of highly efficient mosaic photodetectors based on photosensitive element lines // Avtometriya. 2010. T. 46. No. 6. S. 106-115]. LSST Corporation (USA), when creating a MFP, consisting of 568 photodetectors with a format of 2048 × 2048 with a step of 10 μm, expects to reduce the size of the "blind zone" to 100 μm (10 PSE).

С 2013 г. проводятся исследования и оптимизация прототипа технологии создания МФП с суммарным размером технологической части "слепой зоны" между краевыми ФЧЭ соседних кристаллов ММБП около 30 мкм, включая области неровности края кристаллов и зазора между смежными кристаллами размером около 20 мкм [Демьяненко М.А., Козлов А.И., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. О мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемниках инфракрасного и терагерцового диапазонов // Автометрия. 2016. Т. 52. №2. С. 115-121; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Исследование технологии создания мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемников инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Труды Первой Российско-Белорусской научно-технической конференции "Элементная база отечественной радиоэлектроники", 11-14 сентября 2013 г. Нижний Новгород: Научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, 2013. С. 30-33; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Исследование конструктивно-технологических путей создания неохлаждаемых микроболометрических приемников изображений инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Тезисы докладов XI Российской конференции по физике полупроводников «Полупроводники-2013», 16-20 сентября 2013 г. - Санкт-Петербург: Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, 2013. С. 43; Новоселов А.Р. Способ уменьшения зазора между чипами в мозаичных фотоприемных модулях // Автометрия. 2016. Т. 52. №1. С. 116-121; Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов А.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Преобразование изображений в мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемниках инфракрасного и терагерцового диапазонов форматом до 3072×576 и более // Оптический журнал. 2014. Т. 81. №3. С. 35-43; Demyanenko М.А., Kozlov A.I., Novoselov A.R., Esaev D.G., Ovsyuk V.N. Sviluppo Principio Mosaico di Creare Panoramico con Raffreddamento Microbolometro Detector Immagine a Infrarossi e Terahertz Intervallo Spettrale // Italian Science Review. 2015. №7 (28). P. 11-15; Демьяненко M.A., Есаев Д.Г., Клименко А.Г., Козлов A.И., Марчишин И.В., Новоселов А.Р., Овсюк В.Н. Разработка мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемников инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Успехи прикладной физики. 2014. Т. 2. №2. С. 123-130]. С 2014 г. АО «НПО "Орион"» предполагает довести размер области зазора до величины не менее 10-20 мкм [Яковлева Н.И., Болтарь К.О., Никонов А.В. Многокристальное многоцветное ФПУ с расширенной спектральной характеристикой квантовой эффективности // Патент России №2564813. 2015].Since 2013, research and optimization of a prototype of the technology for creating a MFP with a total size of the technological part of the "blind zone" between the edge PSEs of adjacent MMBP crystals is about 30 microns, including areas of unevenness of the edge of the crystals and the gap between adjacent crystals about 20 microns in size [Demyanenko M.A. ., Kozlov A.I., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. About mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz ranges // Avtometriya. 2016.Vol. 52.No.2. S. 115-121; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Research of the technology of creating mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz spectral ranges with a format up to 3072 × 576 and more // Proceedings of the First Russian-Belarusian Scientific and Technical Conference "Element Base of Domestic Radio Electronics", September 11-14, 2013 Nizhny Novgorod: Scientific and technical society of radio engineering, electronics and communications. A.S. Popova, 2013.S. 30-33; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Investigation of constructive and technological ways of creating uncooled microbolometric receivers for images of infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Abstracts of the XI Russian Conference on Semiconductor Physics "Semiconductors-2013", September 16-20, 2013 - St. Petersburg: Physico-Technical Institute named after A.F. Ioffe RAS, 2013.S. 43; Novoselov A.R. Method of reducing the gap between chips in mosaic photodetector modules // Avtometriya. 2016.Vol. 52.No. 1. S. 116-121; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Converting images in mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz ranges up to 3072 × 576 and more // Optical Journal. 2014. T. 81. No. 3. S. 35-43; Demyanenko M.A., Kozlov A.I., Novoselov A.R., Esaev D.G., Ovsyuk V.N. Sviluppo Principio Mosaico di Creare Panoramico con Raffreddamento Microbolometro Detector Immagine a Infrarossi e Terahertz Intervallo Spettrale // Italian Science Review. 2015. No. 7 (28). P. 11-15; Demyanenko M.A., Esaev D.G., Klimenko A.G., Kozlov A.I., Marchishin I.V., Novoselov A.R., Ovsyuk V.N. Development of mosaic uncooled microbolometric receivers for infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Uspekhi prikladnoi fiziki. 2014. T. 2. No. 2. S. 123-130]. Since 2014, JSC "NPO" Orion "" intends to bring the size of the gap to a value of at least 10-20 microns [Yakovleva NI, Boltar KO, Nikonov A.The. Multicrystal multicolor FPU with extended spectral characteristic of quantum efficiency // Patent of Russia №2564813. 2015].

Если зазор между кристаллами смежных субмодулей составляет 10-20 мкм или более, то для случая, когда определяющими являются кристаллы КМ, размер технологической части "слепой зоны" МФП, т.е. расстояние между краевыми ФЧЭ смежных субмодулей составит 21-31 мкм, что соответствует потере 2-3 ФЧЭ с шагом 10 мкм в каждой строке или столбце (с коррекцией фоточувствительности в видеопроцессоре или КМ). В случае, когда определяющими являются другие полупроводниковые материалы, например для гетероэпитаксиальных слоев HgCdTe на GaAs-подложке, расстояние между краевыми ФЧЭ смежных субмодулей составит 27-37 мкм, что соответствует потере в каждой строке или столбце 3-4 ФЧЭ с тем же шагом (табл.).If the gap between crystals of adjacent submodules is 10-20 microns or more, then for the case when CM crystals are decisive, the size of the technological part of the "blind zone" of the MFP, i.e. the distance between the edge PSEs of adjacent submodules will be 21-31 μm, which corresponds to a loss of 2-3 PSEs with a step of 10 μm in each row or column (with photosensitivity correction in a video processor or CM). In the case when other semiconductor materials are decisive, for example, for heteroepitaxial HgCdTe layers on a GaAs substrate, the distance between the edge PSEs of adjacent submodules will be 27-37 μm, which corresponds to a loss in each row or column of 3-4 PSEs with the same pitch (Table .).

Figure 00000004
Figure 00000004

Если же зазор между кристаллами смежных субмодулей отсутствует или составляет не более 2 мкм, как в предлагаемом изобретении, то при прецизионном формировании стыкуемых краев кристаллов КМ с минимальной областью повреждения расстояние между ФЧЭ смежных субмодулей составит 11-13 мкм, что соответствует потере одного ФЧЭ с шагом 10 мкм в каждой строке или столбце. В случае, других полупроводниковых материалов, расстояние между ФЧЭ смежных субмодулей составит 17-19 мкм, что соответствует потере двух ФЧЭ в каждой строке или столбце (см. табл.).If the gap between the crystals of adjacent submodules is absent or is no more than 2 microns, as in the present invention, then with the precision formation of abutting edges of CM crystals with a minimum area of damage, the distance between PSEs of adjacent submodules will be 11-13 microns, which corresponds to the loss of one PSE with a step 10 µm in each row or column. In the case of other semiconductor materials, the distance between the PSEs of adjacent submodules will be 17-19 μm, which corresponds to the loss of two PSEs in each row or column (see table).

При применении в МФП технических решений из п.п. 9-12 формулы изобретения, когда "слепые зоны" виртуально или физически перекрыты краевыми ФЧЭ смежных субмодулей, расстояние между ФЧЭ смежных субмодулей составит 1-3 мкм и обеспечит отсутствие потерь элементов в каждой строке или столбце, т.е. считывания фотосигналов будет происходить без потерь информации в каждом кадре изображения, что соответствует достижению предельной (100%) эффективности преобразования изображений в МФП (см. табл.).When applying in MFP technical solutions from paragraphs. 9-12 of the claims, when the "blind zones" are virtually or physically overlapped by the edge PSEs of adjacent submodules, the distance between PSEs of adjacent submodules will be 1-3 microns and will ensure the absence of loss of elements in each row or column, i.e. photo signals will be read without loss of information in each frame of the image, which corresponds to the achievement of the maximum (100%) efficiency of image conversion in MFP (see table).

Наличие более полного объема исходных данных при последующей обработке сигналов в видеопроцессоре при прочих равных условиях повышает достоверность обработки и, в конечном итоге, улучшает качество визуализируемых изображений.The presence of a more complete volume of initial data during the subsequent processing of signals in the video processor, other things being equal, increases the reliability of processing and, ultimately, improves the quality of the rendered images.

2. Кроме того, в качестве субмодулей известных аналогов МФП используют линейчатые и матричные фотоприемники в открытых корпусах или на собственных пластинах-носителях. Фотоприемные субмодули представляют собой в монолитном исполнении кристаллы КМ с дополнительно интегрированными на них массивами ФЧЭ, либо в гибридном исполнении - гибридные микросборки из двух кристаллов: кристалла матрицы ФЧЭ и кристалла КМ, соединенных индиевыми микростолбами. Фотоприемные субмодули размещают в открытых корпусах, либо на собственных пластинах-носителях, затем микросборку устанавливают на общую подложку. Из-за наличия у субмодулей корпусов, механических разъемов, дополнительных подложек и носителей конструкции и способы изготовления известных аналогов МФП основывают на механических креплениях и механосборочных операциях, что принципиально ограничивает возможности минимизации значительной "слепой зоны" известных МФП, а также возможности автоматизации сборочных процессов и тестирования субмодулей в процессе изготовления МФП.2. In addition, linear and matrix photodetectors in open cases or on their own carrier plates are used as submodules of known analogs of MFPs. The photodetector submodules are monolithic CM crystals with additionally integrated PSE arrays, or in a hybrid version - hybrid microassemblies of two crystals: a PSE matrix crystal and a CM crystal, connected by indium micropillars. The photodetector submodules are placed in open housings, or on their own carrier plates, then the microassembly is installed on a common substrate. Due to the presence of housings, mechanical connectors, additional substrates and carriers for submodules, designs and methods of manufacturing known analogs of MFPs are based on mechanical fasteners and mechanical assembly operations, which fundamentally limits the possibilities of minimizing a significant "blind zone" of known MFPs, as well as the possibility of automating assembly processes and testing submodules in the process of manufacturing MFP.

3. Из-за больших габаритных размеров и значительной массы возникают также ограничения широкого применения известных МФП для прорывного индустриального развития таких отраслей экономики РФ, как современное станкостроение и приборостроение, автоматизация и робототехника, высокотехнологичная медицина будущего, геоинформационные и телекоммуникационные технологии, исследование природных ресурсов.3. Due to the large overall dimensions and significant weight, there are also restrictions on the widespread use of well-known MFPs for the breakthrough industrial development of such branches of the Russian economy as modern machine tool building and instrument making, automation and robotics, high-tech medicine of the future, geoinformation and telecommunication technologies, and the study of natural resources.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Цель и предлагаемые технические решения.Purpose and proposed technical solutions.

С целью уменьшения количества потерянных элементов в "слепых зонах" и предельного увеличения эффективности преобразования изображений в МФП субмодули изготавливают с обеспечением минимальных (5-8 мкм) областей повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях кристаллов и размещают на единственной пластине-носителе без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между субмодулями.In order to reduce the number of lost elements in the "blind zones" and to maximize the efficiency of image conversion in the MFP, the submodules are manufactured with the provision of minimal (5-8 microns) areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of the crystals and are placed on a single carrier plate without gaps or with minimal (no more than 2 microns) gaps between submodules.

При этом в предлагаемых нано- и микроэлектронных конструкциях МФП и способах их изготовления в качестве линейчатых и матричных фотоприемных субмодулей используют: в монолитном исполнении бескорпусные кристаллы КМ с дополнительно интегрированными на них массивами ФЧЭ, в гибридном исполнении -бескорпусные гибридные сборки из двух кристаллов: кристалла матрицы ФЧЭ и кристалла КМ.At the same time, in the proposed nano- and microelectronic designs of MPPs and methods of their manufacture, linear and matrix photodetecting submodules are used: in a monolithic version, frameless CM crystals with additionally integrated PSE arrays on them, in a hybrid version - frameless hybrid assemblies of two crystals: matrix crystal PSE and crystal CM.

Из нижеследующего подробного описания должно быть ясно, что возможны другие варианты реализации настоящего изобретения, причем различные варианты реализации изобретения показаны ниже для примера. Понятно, что изобретение применимо к другим, отличающимся вариантам реализации, и различные его детали могут быть модифицированы в различных аспектах, но без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, чертежи и подробное описание, по существу, имеют иллюстративный характер и не означают ограничений. Возможные варианты реализации настоящего изобретения и ограничения заключаются в формуле настоящего изобретения.From the following detailed description, it should be clear that other embodiments of the present invention are possible, with the various embodiments shown below by way of example. It is clear that the invention is applicable to other different implementations, and its various details may be modified in various aspects, but without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the drawings and detailed description are substantially illustrative and not meant to be limiting. Possible embodiments of the present invention and limitations are included in the claims of the present invention.

Техническими результатами изобретения по конструкции МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений являются:The technical results of the invention on the design of an ultra-high-dimensional MFP with the limiting efficiency of image conversion are:

1. достижение предельной эффективности преобразования изображений в МФП путем устранения "слепых зон" между краевыми элементами смежных субмодулей или уменьшения количества потерянных элементов в "слепой зоне", а также обеспечение компактности конструкции и расширение области применения;1.Achieving the ultimate efficiency of image conversion in MFP by eliminating the "blind spots" between the edge elements of adjacent submodules or reducing the number of lost elements in the "blind spot", as well as ensuring a compact design and expanding the scope;

2. увеличение вероятности обнаружения визуализируемых объектов и повышение качества изображений путем создания комбинированной, совмещающей широкополосную и узкополосную части, спектральной характеристики фоточувствительности МФП;2. increasing the probability of detecting visualized objects and improving the quality of images by creating a combined spectral characteristic of the photosensitivity of the MFP, combining the broadband and narrowband parts;

3. сохранение заданного шага ФЧЭ в области стыковки кристаллов субмодулей и уменьшение (устранение) потери визуализируемой информации;3. preservation of the given step of the PSE in the region of the submodule crystals joining and reduction (elimination) of the loss of the visualized information;

4. увеличение площади сбора потока излучения, поступающего на уменьшенные краевые ФЧЭ смежных субмодулей, вплоть до величины площади сбора ФЧЭ внутри матрицы.4. an increase in the collection area of the radiation flux entering the reduced edge PSEs of adjacent submodules, up to the size of the PSE collection area inside the matrix.

Техническими результатами изобретения по способам изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений являются: расширение технологической области применения вариантов способа изготовления, упрощение технологии изготовления, уменьшение трудоемкости изготовления, повышение выхода годных изделий, уменьшение себестоимости МФП, расширение области применения создаваемых МФП и предельное увеличение эффективности преобразования изображений в МФП путем уменьшения количества потерянных элементов в "слепой зоне" за счет достижения минимальной области повреждения на краях кристаллов, увеличения точности позиционирования субмодулей, миниатюризации конструкции МФП и микросборки кристаллов субмодулей с минимальными зазорами или без зазоров.The technical results of the invention on the methods of manufacturing ultra-high-dimensional MFPs with the limiting efficiency of image conversion are: expanding the technological scope of the manufacturing method options, simplifying the manufacturing technology, reducing the labor intensity of manufacturing, increasing the yield, reducing the cost of MFPs, expanding the scope of the created MFPs and maximizing the efficiency converting images in MFPs by reducing the number of lost elements in the "blind zone" by achieving a minimum area of damage at the edges of the crystals, increasing the positioning accuracy of submodules, miniaturization of the MFP design and micro-assembly of submodule chips with minimal or no gaps.

Обобщенными техническими результатами изобретения являются:The generalized technical results of the invention are:

1. Уменьшение размеров "слепой зоны" и количества потерянных элементов и, следовательно, увеличение эффективности преобразования изображений в МФП достигается уменьшением областей повреждения на стыкуемых краях кристаллов при скрайбировании и разделении приборных пластин на кристаллы, а также при прецизионном формировании стыкуемых граней кристаллов субмодулей, устранением или принципиальным уменьшением зазоров между субмодулями до величины не более 2 мкм, обеспечивающих минимальное расстояние между краевыми ФЧЭ смежных кристаллов субмодулей для разных ограничивающих материалов.1. Reducing the size of the "blind zone" and the number of lost elements and, consequently, increasing the efficiency of image conversion in the MFP is achieved by reducing the damage areas at the abutting edges of the crystals during scribing and dividing the instrument plates into crystals, as well as during the precision formation of abutting crystal faces of submodules, by eliminating or a fundamental reduction in the gaps between the submodules to a value of no more than 2 microns, providing a minimum distance between the edge PSEs of adjacent crystals of submodules for different limiting materials.

При применении прецизионного формирования стыкуемых граней кристаллов с обеспечением минимальной области повреждения краев кристаллов КМ зазор между кристаллами смежных субмодулей отсутствует или составляет не более 2 мкм, расстояние между ФЧЭ смежных субмодулей составит 11-13 мкм, что соответствует потере одного ФЧЭ с шагом 10 мкм в каждой строке или столбце. В случае других полупроводниковых материалов расстояние между ФЧЭ смежных субмодулей составит около 11-13 мкм для GaAs/AlGaAs фотодетекторов и не более 17-19 мкм для HgCdTe фотодиодов, что соответствует потере двух ФЧЭ в каждой строке или столбце.When using precision formation of abutting crystal faces with a minimum area of damage to the edges of CM crystals, the gap between crystals of adjacent submodules is absent or is no more than 2 μm, the distance between PSEs of adjacent submodules will be 11-13 μm, which corresponds to the loss of one PSE with a step of 10 μm in each row or column. In the case of other semiconductor materials, the distance between PSEs of adjacent submodules will be about 11-13 μm for GaAs / AlGaAs photodetectors and no more than 17-19 μm for HgCdTe photodiodes, which corresponds to the loss of two PSEs in each row or column.

2. Применение в МФП технических решений, в которых "слепые зоны" виртуально или физически перекрыты областями фоточувствительности смежных ФЧЭ, обеспечит расстояние между ФЧЭ смежных субмодулей ≤1-3 мкм и отсутствие потерь элементов в каждой строке или столбце, т.е. считывания фотосигналов будет происходить без потерь информации в каждом кадре изображения, что соответствует достижению предельной (100%-ой) эффективности преобразования изображений в МФП. Более полный объем исходных данных при последующей обработке сигналов при прочих равных условиях повышает достоверность обработки и, в конечном итоге, улучшает качество визуализируемых изображений.2. The use of technical solutions in the MFP, in which the "blind zones" are virtually or physically covered by the photosensitivity regions of adjacent PSEs, will ensure the distance between PSEs of adjacent submodules ≤1-3 μm and the absence of element losses in each row or column, i.e. photo signals will be read without loss of information in each image frame, which corresponds to the achievement of the maximum (100%) efficiency of image conversion in MFP. A more complete volume of initial data with subsequent signal processing, all other things being equal, increases the reliability of processing and, ultimately, improves the quality of the rendered images.

3. Увеличение точности совмещения субмодулей, связанное с устранением или уменьшением зазоров между смежными субмодулями до величины не более 2 мкм, сохранение заданного шага ФЧЭ в областях стыковки кристаллов субмодулей и полное в большинстве случаев устранение потерь визуализируемой информации в МФП обеспечивают предельную эффективность преобразования изображений и увеличение форматов МФП до сверхвысокой размерности, определяемой лишь техническими требованиями и экономическими возможностями.3. An increase in the accuracy of alignment of submodules associated with the elimination or reduction of gaps between adjacent submodules to a value of no more than 2 microns, preservation of a given PSE pitch in the areas of junction of crystals of submodules and in most cases complete elimination of the loss of visualized information in the MFP provide the maximum efficiency of image conversion and increase MFP formats up to ultra-high dimensions, determined only by technical requirements and economic opportunities.

4. Формирование комбинированной спектральной характеристики фоточувствительности МФП, совмещающей широкополосную и узкополосную части, за счет использования разных кристаллов субмодулей на основе различных ФЧЭ: например, КРТ-фотодиодов и МСКЯ-фотодетекторов разных ИК спектральных диапазонов, или микроболометров, работающих в ИК и ТГц диапазонах.4. Formation of the combined spectral characteristics of the photosensitivity of the MFP, combining the broadband and narrowband parts, through the use of different crystals of submodules based on different PSEs: for example, MCT photodiodes and MSQW photodetectors of different IR spectral ranges, or microbolometers operating in the IR and THz ranges.

5. Увеличение точности фокусировки за счет выравнивания субмодулей по координате "Z" на фокальной поверхности объединенной фотоприемной матрицы с величиной неоднородности по высоте, меньшей допускаемой глубиной резкости оптической системы, что обеспечивается: сортировкой кристаллов по толщине, применением заданного количества удерживающего материала и вакуума для фиксации кристаллов субмодулей, а при необходимости ограничителей выравнивания кристаллов по высоте. Количество материала в удерживающих слоях определяется расчетно-экспериментальным путем.5. Increasing focusing accuracy due to alignment of submodules along the "Z" coordinate on the focal surface of the combined photodetector array with a height inhomogeneity value less than the permissible depth of field of the optical system, which is ensured by: sorting crystals by thickness, using a given amount of holding material and vacuum for fixation crystals of submodules, and, if necessary, limiters of crystal alignment in height. The amount of material in the retaining layers is determined by calculation and experiment.

6. Увеличение технологичности способа изготовления МФП, упрощение технологии изготовления, уменьшение трудоемкости изготовления; упрощение конструкции МФП, уменьшение массогабаритных характеристик; повышение процента выхода годных МФП, в том числе, за счет возможности замены вышедших из строя субмодулей на заведомо годные кристаллы в процессе изготовления; снижение себестоимости и расширение области применения МФП.6. Increasing the manufacturability of the method for manufacturing MFP, simplifying the manufacturing technology, reducing the complexity of manufacturing; simplification of the MFP design, reduction of weight and size characteristics; increase in the percentage of output of suitable MFPs, including due to the possibility of replacing failed submodules with obviously suitable crystals during the manufacturing process; reducing the cost and expanding the scope of the MFP.

СУЩНОСТЬ ПРЕДЛАГАЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ МФП СВЕРХВЫСОКОЙ РАЗМЕРНОСТИ С ПРЕДЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙTHE ESSENCE OF THE PROPOSED SUPER-HIGH DIMENSIONAL MFP DESIGNS WITH THE ULTIMATE IMAGE CONVERSION EFFICIENCY

Технический результат достигается восьмью основными вариантами изобретения.The technical result is achieved by eight main variants of the invention.

Технический результат первого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений, состоящем из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули устанавлены стык встык друг к другу на пластине-носителе, фотоприемные субмодули в монолитном исполнении изготавлены как бескорпусные монолитные фотоприемники в виде кристаллов КМ с дополнительно интегрированными на них массивами ФЧЭ, а в гибридном исполнении как бескорпусные гибридные микросборки из кристалла матрицы ФЧЭ и кристалла КМ, при необходимости предусматривают зазор между строками матрицы n×m субмодулей для размещения микрошлейфов с металлической разводкой и электрическое соединение микрошлейфов с контактными площадками субмодулей и с контактными площадками пластины-носителя,The technical result of the first embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with a limiting image conversion efficiency, consisting of a matrix of n × m photodetecting submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), photodetector submodules are installed butt-to-end on the carrier plate, photodetector monolithic submodules are manufactured as unpackaged monolithic photodetectors in the form of CM crystals with additionally integrated PSE arrays on them, and in a hybrid version as unpackaged hybrid microassemblies from a PSE matrix crystal and a CM crystal, if necessary, provide a gap between the rows of the n × m matrix of submodules for placing micro-loops with metal wiring and electrical connection of micro-loops with the contact pads of submodules and with the contact pads of the carrier plate,

бескорпусные монолитные или гибридные фотоприемные субмодули МФП изготавлены с обеспечением минимальных (5-8 мкм) областей повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях кристаллов субмодулей,frameless monolithic or hybrid photoreceiving submodules of the MFP are manufactured with the provision of minimal (5-8 microns) areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of the crystals of submodules,

бескорпусные монолитные или гибридные фотоприемные субмодули с минимальными областями повреждения полупроводниковых материалов на стыкуемых краях кристаллов непосредственно размещены фотоприемной стороной вверх на единственной пластине-носителе без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между смежными кристаллами субмодулей (фиг. 9).Unpackaged monolithic or hybrid photodetector submodules with minimal areas of damage to semiconductor materials at the abutting edges of the crystals are directly placed with the photodetector side up on a single carrier plate without gaps or with minimal (no more than 2 μm) gaps between adjacent crystals of submodules (Fig. 9).

Технический результат второго варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции)The technical result of the second embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with a maximum image conversion efficiency (according to the first design option)

в качестве пластины-носителя МФП применен единственный большой кристалл КМ,a single large CM crystal was used as the MPP carrier plate,

в качестве субмодулей применены кристаллы матриц ФЧЭ, размещенные на единственной пластине-носителе - кристалле КМ,as submodules, crystals of PSE matrices are used, placed on a single carrier plate - a KM crystal,

при этом сигнальные контактные площадки (поз. 36) КМ электрически соединены с контактными площадками (поз. 38) субмодулей - кристаллов матриц ФЧЭ с применением микростолбов (фиг. 10).the signal contact pads (pos. 36) of the CM are electrically connected to the contact pads (pos. 38) of the submodules - crystals of the PSE matrices using micropillars (Fig. 10).

Технический результат третьего варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции)The technical result of the third embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with an ultimate image conversion efficiency (according to the first design option)

в качестве пластины-носителя МФП применен единственный большой кристалл матрицы ФЧЭ,the only large crystal of the PSE matrix is used as the MPP carrier plate,

в качестве субмодулей применены кристаллы КМ, размещенные на единственной пластине-носителе - кристалле матрицы ФЧЭ,CM crystals are used as submodules placed on a single carrier plate - a PSE matrix crystal,

при этом сигнальные и управляющие контактные площадки (поз. 38) субмодулей - КМ электрически соединены с контактными площадками (поз. 36) кристалла матрицы ФЧЭ с применением микростолбов (фиг. 11).while the signal and control contact pads (item 38) of the submodules - CM are electrically connected to the contact pads (item 36) of the PSE matrix crystal using micropillars (Fig. 11).

Технический результат четвертого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции)The technical result of the fourth embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with an ultimate image conversion efficiency (according to the first design option)

единый принцип считывания фотосигналов и адресация к ФЧЭ обеспечены применением микропроводников или микрошлейфов, соединяющих соответствующие сигнальные и управляющие (в т.ч. адресные) контактные площадки смежных кристаллов субмодулей (фиг. 12).The unified principle of photo signal reading and addressing to PSE is ensured by the use of microconductors or micro loops connecting the corresponding signal and control (including address) contact pads of adjacent crystals of submodules (Fig. 12).

Технический результат пятого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции)The technical result of the fifth embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with a maximum image conversion efficiency (according to the first design option)

субмодули МФП выполнены в монолитном исполнении как бескорпусные монолитные фотоприемники в виде кристаллов КМ с дополнительно интегрированными на них массивами ФЧЭ,MFP submodules are made in a monolithic design as unpackaged monolithic photodetectors in the form of CM crystals with additionally integrated PSE arrays,

монолитные фотоприемные субмодули непосредственно размещены на единственной пластине-носителе,monolithic photodetector submodules are directly placed on a single carrier plate,

крепление бескорпусных монолитных субмодулей на пластине-носителе выполнено с применением микростолбов (фиг. 13) или небольшим заданным количеством (слоями) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала под каждым субмодулем,fastening of unpackaged monolithic submodules on a carrier plate is made using micropillars (Fig. 13) or a small predetermined amount (layers) of vacuum heat-conducting retaining material under each submodule,

при необходимости пластину-носитель выполняют из материала, прозрачного в заданном рабочем спектральном диапазоне.if necessary, the carrier plate is made of a material that is transparent in a given operating spectral range.

Технический результат шестого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции)The technical result of the sixth embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with the maximum image conversion efficiency (according to the first design option)

охлаждаемые гибридные субмодули на основе ФЧЭ различных типов, например, КРТ-фотодиодов и МСКЯ-фотодетекторов, фоточувствительных в разных заданных спектральных диапазонах, размещены одновременно и в заданных комбинациях на единственной пластине-носителе (фиг. 14).Cooled hybrid submodules based on PSEs of various types, for example, MCT photodiodes and MSCF photodetectors, photosensitive in different specified spectral ranges, are placed simultaneously and in specified combinations on a single carrier plate (Fig. 14).

Дополнительный технический результат шестого варианта изобретения достигается тем, что МФП в этом случае обладает комбинированной, т.е. совмещающей широкополосную (КРТ-фотодиодов) и узкополосную (МСКЯ-фотодетекторов) части, спектральной характеристикой фоточувствительности за счет использования разных фотоприемных кристаллов субмодулей на основе ФЧЭ различных типов: КРТ-фотодиодов и МСКЯ-фотодетекторов, работающих в разных ИК спектральных диапазонах.An additional technical result of the sixth embodiment of the invention is achieved by the fact that the MFP in this case has a combined, i.e. combining broadband (MCT photodiodes) and narrowband (MCQP photodetectors) parts, spectral characteristic of photosensitivity due to the use of different photodetector crystals of submodules based on PSEs of various types: MCT photodiodes and MCQP photodetectors operating in different IR spectral ranges.

Технический результат седьмого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции)The technical result of the seventh embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with the maximum image conversion efficiency (according to the first design option)

неохлаждаемые монолитные субмодули на основе микроболометрических элементов различных типов, чувствительных в разных заданных ИК и ТГц диапазонах, размещены одновременно и в заданных комбинациях на единственной пластине-носителе (фиг. 15).uncooled monolithic submodules based on microbolometric elements of various types, sensitive in different specified IR and THz ranges, are placed simultaneously and in specified combinations on a single carrier plate (Fig. 15).

Дополнительный технический результат седьмого варианта изобретения достигается тем, что МФП в этом случае обладает комбинированной, т.е. совмещающей широкополосную и узкополосную части, спектральной характеристикой чувствительности за счет использования разных кристаллов субмодулей на основе микроболометрических элементов различных типов, работающих в разных ИК и ТГц диапазонах.An additional technical result of the seventh embodiment of the invention is achieved in that the MFP in this case has a combined, i.e. combining broadband and narrowband parts, spectral characteristic of sensitivity due to the use of different crystals of submodules based on microbolometric elements of various types, operating in different IR and THz ranges.

Технический результат восьмого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции)The technical result of the eighth variant of the invention is achieved by the fact that in the MFP of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first variant of the design)

краевые ФЧЭ субмодулей выполнены меньше по площади относительно размеров ФЧЭ, размещаемых внутри матрицы,edge PSEs of submodules are made smaller in area relative to the dimensions of PSEs placed inside the matrix,

а соответствующая коррекция сигналов ФЧЭ обеспечена в видеопроцессоре и/или в КМ.and the corresponding correction of the PSE signals is provided in the video processor and / or in the CM.

Дополнительный технический результат восьмого варианта изобретения достигается тем, что в МФП в областях стыковки смежных кристаллов сохранен заданный шаг ФЧЭ и уменьшаются потери визуализируемой информации.An additional technical result of the eighth embodiment of the invention is achieved by the fact that in the MFP in the areas of joining of adjacent crystals, the predetermined PSE pitch is preserved and the loss of the visualized information is reduced.

В случае применения первых семи вариантов изобретения совместно с восьмым вариантом может оказаться невозможным обеспечение последующей коррекции сигналов ФЧЭ в видеопроцессоре и/или в КМ по требованиям стандартизации или по системным требованиям. В таком случае необходимо обеспечить выравнивание сигналов ФЧЭ в МФП посредством увеличения площади сбора потока излучения, поступающего на уменьшенные краевые ФЧЭ кристаллов смежных субмодулей, вплоть до величины площади сбора ФЧЭ внутри матрицы.In the case of using the first seven variants of the invention together with the eighth variant, it may be impossible to ensure the subsequent correction of PSE signals in the video processor and / or in the CM according to the requirements of standardization or according to system requirements. In this case, it is necessary to ensure the alignment of the PSE signals in the MFP by increasing the collection area of the radiation flux entering the reduced edge PSEs of the crystals of adjacent submodules, up to the size of the PSE collection area inside the matrix.

Технический результат в этом случае достигается шестью дополнительными вариантами изобретения.The technical result in this case is achieved by six additional variants of the invention.

Технический результат девятого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по 1-7 вариантам конструкции)The technical result of the ninth embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with a maximum image conversion efficiency (according to 1-7 design options)

над каждым краевым ФЧЭ меньшей площади размещена индивидуальная интегральная бифокальная линза соответствующего спектрального диапазона, фокусирующая на каждый уменьшенный краевой элемент субмодуля излучение с большей площади, эквивалентной площади ФЧЭ внутри матрицы (фиг. 16).above each edge PSE of a smaller area, an individual integral bifocal lens of the corresponding spectral range is placed, focusing on each reduced edge element of the submodule radiation from a larger area equivalent to the PSE area inside the matrix (Fig. 16).

Технический результат десятого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по 1-7 вариантам конструкции)The technical result of the tenth embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with a maximum image conversion efficiency (according to 1-7 design options)

над "слепыми зонами" размещены оптические призмы соответствующих спектральных диапазонов, передающие на каждый уменьшенный краевой элемент субмодулей излучение с большей площади, эквивалентной площади ФЧЭ внутри матрицы,above the "blind zones" are placed optical prisms of the corresponding spectral ranges, transmitting to each reduced edge element of the submodules radiation from a larger area equivalent to the PSE area inside the matrix,

при этом линейные размеры оптических призм соответствуют размерам "слепых зон" (фиг. 17а).the linear dimensions of the optical prisms correspond to the dimensions of the "blind zones" (Fig. 17 a ).

Технический результат одиннадцатого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по 10-му обобщенному варианту конструкции)The technical result of the eleventh embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with a maximum image conversion efficiency (according to the 10th generalized design option)

оптические призмы заданных спектральных диапазонов, размещенные над "слепыми зонами", выполнены в виде различных конструкций разной (простой и сложной) формы для сбора потока излучения уменьшенными краевыми ФЧЭ субмодулей МФП с большей площади, эквивалентной площади ФЧЭ внутри матрицы;optical prisms of specified spectral ranges, located above the "blind zones", are made in the form of various structures of different (simple and complex) shapes to collect the radiation flux by reduced edge PSEs of the MPP submodules with a larger area equivalent to the PSE area inside the matrix;

указанные оптические призмы изготовлены в виде поворотных и неподвижных конструкций треугольной, ромбовидной, трапециидальной, сложной трапециидальной, угловой, простой и сложной "М"- и "Δ"-образной формы; в виде оптических волновых каналов, передающих на уменьшенные краевые элементы субмодулей излучение с площади, равной площади ФЧЭ внутри матрицы;the specified optical prisms are made in the form of rotary and fixed structures of triangular, diamond-shaped, trapezoidal, complex trapezoidal, angular, simple and complex "M" - and "Δ" -shaped; in the form of optical wave channels, transmitting radiation from an area equal to the PSE area inside the matrix to the reduced edge elements of the submodules;

соответствующие оптические призмы выполнены из различных материалов, прозрачных в заданных спектральных диапазонах, обладающих разными коэффициентами преломления и имеющих в своем составе полупрозрачные и непрозрачные зеркальные поверхности для соответствующих спектральных диапазонов (фиг. 17а-с).the corresponding optical prisms are made of various materials, transparent in the given spectral ranges, having different refractive indices and having in their composition translucent and opaque mirror surfaces for the corresponding spectral ranges (Fig. 17 a -c).

Технический результат двенадцатого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по 1-7 вариантам конструкции)The technical result of the twelfth embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with the limiting efficiency of image conversion (for 1-7 design options)

краевые, чувствительные в ИК или ТГц диапазонах микроболометрические элементы выполнены так, что части микроболометрических элементов перекрывают области повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях смежных субмодулей, а в некоторых случаях и области зазоров между субмодулями, устраняя тем самым "слепую зону" (фиг. 18а-з).edge, sensitive in the IR or THz ranges, microbolometric elements are made so that parts of the microbolometric elements overlap areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of adjacent submodules, and in some cases, the area of gaps between submodules, thereby eliminating the "blind zone" (Fig. . 18 a- h).

Технический результат тринадцатого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по 1-7 вариантам изобретения)The technical result of the thirteenth embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with a maximum image conversion efficiency (according to 1-7 variants of the invention)

краевые микроболометрические элементы с антеннами, чувствительными в ТГц диапазоне, выполнены так, что части антенн, несимметричные относительно микроболометрических элементов, перекрывают области повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях смежных субмодулей, устраняя тем самым "слепую зону" (фиг. 19).Edge microbolometric elements with antennas sensitive in the THz range are made so that parts of the antennas that are asymmetric with respect to the microbolometric elements overlap areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of adjacent submodules, thereby eliminating the "blind zone" (Fig. 19).

Технический результат четырнадцатого варианта изобретения достигается тем, что в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции)The technical result of the fourteenth embodiment of the invention is achieved by the fact that in an ultra-high-dimensional MFP with a maximum image conversion efficiency (according to the first design option)

в качестве ЧЭ применены индивидуальные антенные конструкции, диаграмма направленности и коэффициент передачи которых в заданном диапазоне оптимизированы посредством выравнивания чувствительности к излучению краевых элементов и элементов, расположенных внутри приемной матрицы субмодулей.As SE, individual antenna structures are used, the radiation pattern and transmission coefficient of which in a given range are optimized by equalizing the sensitivity to radiation of edge elements and elements located inside the receiving matrix of submodules.

СУЩНОСТЬ ПРЕДЛАГАЕМЫХ СПОСОБОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МФП СВЕРХВЫСОКОЙ РАЗМЕРНОСТИ С ПРЕДЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙTHE ESSENCE OF THE PROPOSED METHODS FOR MANUFACTURING MFP OF SUPERHIGH DIMENSION WITH THE ULTIMATE EFFICIENCY OF IMAGE CONVERSION

Разработанные варианты способов создания МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений включают лазерное скрайбирование приборных пластин, разделение пластин на рабочие кристаллы и прецизионное формирование стыкуемых краев кристаллов с минимальной (≥5-8 мкм) областью повреждения полупроводникового материала и многослойных микроструктур, бескорпусные (гибридные и/или монолитные) субмодули размещают на единственную пластину-носитель без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами. Предлагаемые авторами варианты способа изготовления предполагают более плотную микросборку субмодулей в МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по сравнению с аналогами и прототипом, и соответственно, обеспечивают наличие более полного объема исходных данных при последующей обработке сигналов, что при прочих равных условиях повышает достоверность обработки и, в конечном итоге, улучшает качество визуализируемых изображений. На фиг. 20 представлен пример, иллюстрирующий способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с применением реперных знаков. Количество (один, два или более) реперных знаков на один субмодуль определяется линейными размерами субмодулей.The developed versions of methods for creating ultra-high-dimensional MPCs with the limiting image conversion efficiency include laser scribing of instrument plates, separation of plates into working crystals and precision formation of abutting crystal edges with a minimum (≥5-8 μm) area of damage to semiconductor material and multilayer microstructures, frameless (hybrid and / or monolithic) submodules are placed on a single carrier plate without gaps or with minimum gaps (no more than 2 μm). Variants of the manufacturing method proposed by the authors imply a denser microassembly of submodules in an ultra-high-dimensional MFP with an ultimate image conversion efficiency in comparison with analogs and the prototype, and, accordingly, provide a more complete volume of initial data during subsequent signal processing, which, other things being equal, increases the reliability of processing and ultimately improves the quality of the rendered images. FIG. 20 is an example illustrating a method for manufacturing an ultra-high-dimensional MFP using fiducial marks. The number (one, two or more) of fiducial marks per one submodule is determined by the linear dimensions of the submodules.

Техническими результатами изобретения вариантов способа изготовления МФП являются: предельное увеличение эффективности преобразования изображений в МФП сверхвысокой размерности за счет обеспечения минимальной области повреждения на краях кристаллов, прецизионной микросборки кристаллов субмодулей в МФП без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами, увеличения точности позиционирования субмодулей в составе МФП, обеспечения микроминиатюризации конструкции, расширение технологической области применения вариантов способа изготовления, повышения технологичности способа изготовления МФП, упрощения технологии изготовления, повышение выхода годных изделий и уменьшение стоимости МФП, расширение области применения создаваемых МФП.The technical results of the invention of the variants of the method for manufacturing MFPs are: the limiting increase in the efficiency of image conversion in the MFPs of ultra-high dimensions by ensuring the minimum damage area at the edges of the crystals, precision microassembly of the crystals of submodules in the MFPs without gaps or with minimal (no more than 2 μm) gaps, increasing the positioning accuracy submodules as part of the MFP, ensuring microminiaturization of the design, expanding the technological scope of the manufacturing method options, improving the manufacturability of the MFP manufacturing method, simplifying the manufacturing technology, increasing the yield of products and reducing the cost of MFP, expanding the scope of the created MFPs.

Технический результат достигается в первом варианте способа изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений, заключающемся в том, чтоThe technical result is achieved in the first variant of the method for manufacturing an ultra-high-dimensional MFP with the limiting efficiency of image conversion, which consists in the fact that

изготавливают пластину-носитель соответствующих размеров с внешними реперными знаками,make a carrier plate of appropriate dimensions with external fiducial marks,

изготавливают (гибридные и/или монолитные) субмодули с топологическими и дополнительными топологическими реперными знаками,make (hybrid and / or monolithic) submodules with topological and additional topological reference marks,

исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,investigate the performance and sort the submodules according to their parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals,

выполняют подготовку поверхностей кристаллов гибридных или монолитных субмодулей к фиксации на поверхности пластины-носителя,prepare the surfaces of crystals of hybrid or monolithic submodules for fixation on the surface of the carrier plate,

выполняют подготовку поверхности пластины-носителя к фиксации кристаллов гибридных или монолитных субмодулей,prepare the surface of the carrier plate for fixing crystals of hybrid or monolithic submodules,

изготавливают носители реперных знаков с внешними реперными знаками,make carriers of fiducial marks with external fiducial marks,

выполняют нанесение слоев (или капель) удерживающего материала в местах предполагаемого размещения субмодулей,carry out the application of layers (or drops) of the retention material in the places of the intended placement of the submodules,

установку, позиционирование и фиксацию кристаллов субмодулей выполняют в виде матрицы n×m субмодулей на пластине-носителе, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или m=1),installation, positioning and fixation of crystals of submodules is performed in the form of a matrix of n × m submodules on a carrier plate, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m for n = 1 or m = 1),

при n=1, m=2 или при n=2, m=1 формирование края производят на одной грани кристаллов, при n=2, m=2 - на двух гранях кристаллов, при n=3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞ и m=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞ - на двух гранях кристаллов, размещаемых в углах матрицы n×m субмодулей, на трех гранях кристаллов субмодулей, размещаемых на краях матрицы n×m субмодулей (за исключением угловых), на четырех гранях кристаллов, размещаемых внутри матрицы n×m субмодулей,at n = 1, m = 2 or at n = 2, m = 1, the edge is formed on one face of the crystals, at n = 2, m = 2 - on two faces of the crystals, at n = 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞ and m = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞ - on two faces of crystals placed in the corners of the matrix of n × m submodules, on three faces of crystals of submodules placed on the edges of the matrix n × m submodules (excluding corner ones), on four crystal faces placed inside a matrix of n × m submodules,

позиционирование субмодулей выполняют при помощи микроманипуляторов,positioning of submodules is performed using micromanipulators,

выполняют контроль зазоров между кристаллами при помощи микроскопа и/или видеокамеры,control gaps between crystals using a microscope and / or a video camera,

субмодули удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала;the submodules are held in place until the layers of retention material polymerize / solidify;

дополнительное прецизионное формирование стыкуемых граней кристаллов всех субмодулей, признанных годными и необходимых для сборки МФП, с обеспечением минимальной области повреждения краев кристаллов выполняют следующим образом:additional precision formation of abutting crystal edges of all submodules recognized as suitable and necessary for MFP assembly, ensuring a minimum area of damage to the crystal edges is performed as follows:

на фронтальную (рабочую) поверхность кристалла субмодуля наносят защитный слой фоторезиста,a protective layer of photoresist is applied to the front (working) surface of the submodule crystal,

формируют с фронтальной стороны канавку и стыкуемые края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла,a groove and abutting edges of the crystal are formed on the front side by laser radiation with a given wavelength in a multipass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed,

выполняют откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл,splitting off the edge of the crystal using a wedge shifted under the crystal,

дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления (испарения) лазерным излучением наклонной части (бывшей канавки) и выступа (в области дна бывшей канавки) на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла,additionally, the abutting edges of the crystal are formed by repeated removal (evaporation) by laser radiation of the inclined part (former groove) and the protrusion (in the region of the bottom of the former groove) on the lateral surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal,

выполняют технологическую операцию снятия слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла;performing a technological operation of removing the photoresist layer from the processed crystal;

в пластине-носителе в местах предполагаемого размещения субмодулей создают отверстия, количество отверстий на один субмодуль определяют в каждом случае индивидуально расчетно-экспериментальным путем,holes are created in the carrier plate at the places where the submodules are supposed to be located, the number of holes per submodule is determined in each case individually by calculation and experiment,

к каждому отверстию в пластине-носителе, соответствующему месту размещения устанавливаемого субмодуля, снизу подводят вакуумные линии,vacuum lines are brought to each hole in the carrier plate corresponding to the location of the installed submodule,

точное позиционирование и фиксацию субмодулей осуществляют с помощью микроманипуляторов и вакуумных захватов стык встык друг к другу на единственную теплопроводящую пластину-носитель без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между смежными кристаллами субмодулей,precise positioning and fixation of submodules is carried out with the help of micromanipulators and vacuum grippers, butt-to-end to each other on a single heat-conducting plate-carrier without gaps or with minimum (no more than 2 μm) gaps between adjacent crystals of submodules,

при этом позиционирование субмодулей осуществляют до совпадения топологических реперных знаков и/или дополнительных топологических реперных знаков на устанавливаемых субмодулях с внешними реперными знаками на пластине-носителе или на носителях реперных знаков, при необходимости применяют ограничители выравнивания кристаллов по высоте,in this case, the positioning of the submodules is carried out until the topological fiducial marks and / or additional topological fiducial marks coincide on the installed submodules with external fiducial marks on the carrier plate or on the carriers of the fiducial marks, if necessary, use crystal height alignment limiters,

подают вакуум на вакуумный захват на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под каждым установленным субмодулем на пластине-носителе,vacuum is applied to the vacuum gripper for a time to polymerize / solidify the layers of the retaining material under each installed submodule on the carrier plate,

в процессе установки и фиксации субмодулей на пластине-носителе осуществляют дополнительное исследование работоспособности и разбраковку по параметрам субмодулей, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,in the process of installing and fixing submodules on the carrier plate, an additional study of the operability is carried out and grading according to the parameters of the submodules, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals,

при необходимости выполняют замену субмодулей, вышедших из строя в процессе изготовления МФП, посредством удаления забракованных субмодулей и установки на их место заведомо годных субмодулей способом, описанным выше (фиг. 20).if necessary, replace submodules that have failed in the process of manufacturing the MFP by removing the rejected submodules and installing in their place obviously suitable submodules in the manner described above (Fig. 20).

Во втором варианте способа изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображенийIn the second version of the method for manufacturing ultra-high-dimensional MFPs with the limiting image conversion efficiency

позиционирование субмодулей на поверхности пластины-носителя (поз. 33) производят с помощью микроманипуляторов;positioning of the submodules on the surface of the carrier plate (pos. 33) is performed using micromanipulators;

ориентацию субмодулей при позиционировании осуществляют с применением микроскопа и/или видеокамеры до совпадения топологических реперных знаков на устанавливаемом субмодуле с внешними реперными знаками на индивидуальном для каждого субмодуля носителе реперных знаков (поз. 52);orientation of the submodules during positioning is carried out using a microscope and / or a video camera until the topological reference marks on the installed submodule coincide with external reference marks on a carrier of reference marks that is individual for each submodule (item 52);

по сравнению с первым вариантом способа индивидуальные носители реперных знаков (поз. 52), например, для первой строки субмодулей, закрепляют на одной опорной планке (поз. 51) (фиг. 21а), либо для второй и последующих строк субмодулей - на кристаллах предыдущих строк субмодулей (фиг. 21б).in comparison with the first variant of the method, individual carriers of fiducial marks (item 52), for example, for the first row of submodules, are fixed on one support bar (item 51) (Fig. 21 a ), or for the second and subsequent rows of submodules - on crystals previous lines of submodules (Fig. 21b).

В третьем варианте способа изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображенийIn the third version of the method for manufacturing ultra-high-dimensional MFPs with the limiting image conversion efficiency

позиционирование субмодулей на поверхности пластины-носителя (поз. 33) производят с помощью микроманипуляторов;positioning of the submodules on the surface of the carrier plate (pos. 33) is performed using micromanipulators;

ориентацию субмодулей при позиционировании осуществляют с применением микроскопа и/или видеокамеры до совпадения топологических реперных знаков на устанавливаемом субмодуле с внешними реперными знаками на едином для всей строки субмодулей носителе реперных знаков (поз. 52);orientation of the submodules during positioning is carried out using a microscope and / or a video camera until the topological fiducial marks on the installed submodule coincide with external fiducial marks on a carrier of fiducial marks common for the entire row of submodules (item 52);

по сравнению с первым вариантом способа единый для всей строки субмодулей носитель реперных знаков (поз. 52) закрепляют на двух опорных планках (поз. 51) (фиг. 22).in comparison with the first variant of the method, the carrier of fiducial marks, which is uniform for the entire row of submodules (pos. 52), is fixed on two support bars (pos. 51) (Fig. 22).

В четвертом варианте способа изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображенийIn the fourth variant of the method for manufacturing ultra-high-dimensional MFPs with the limiting image conversion efficiency

позиционирование субмодулей на поверхности пластины-носителя (поз. 33) производят с помощью микроманипуляторов;positioning of the submodules on the surface of the carrier plate (pos. 33) is performed using micromanipulators;

по сравнению с первым вариантом способа ориентацию субмодулей при позиционировании осуществляют с применением системы технического зрения, выполненной на основе видеокамеры и обеспечивающей совмещение соответствующих реперных знаков (поз. 54-55) кристаллов смежных строк субмодулей (фиг. 23).in comparison with the first variant of the method, the orientation of the submodules during positioning is carried out using a vision system made on the basis of a video camera and ensuring the alignment of the corresponding fiducial marks (pos. 54-55) of crystals of adjacent rows of submodules (Fig. 23).

В пятом варианте способа изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображенийIn the fifth version of the method for manufacturing ultra-high-dimensional MFPs with the limiting image conversion efficiency

по сравнению с первым вариантом способа опорную планку выполняют в виде прямоугольной рамки, внутренние размеры которой соответствуют размерам создаваемого МФП,in comparison with the first variant of the method, the support bar is made in the form of a rectangular frame, the internal dimensions of which correspond to the dimensions of the created MFP,

количество отверстий в пластине-носителе на один субмодуль определяют в каждом случае индивидуально расчетно-экспериментальным путем,the number of holes in the carrier plate per submodule is determined in each case individually by calculation and experiment,

субмодули устанавливают на заданные места пластины-носителя,submodules are installed on the specified places of the carrier plate,

при необходимости применяют ограничители выравнивания кристаллов субмодулей по высоте,if necessary, use limiters for aligning the crystals of submodules in height,

фиксацию всех субмодулей осуществляют одновременно, подключением вакуумных линий к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под установленными субмодулями на пластине-носителе (фиг. 24).fixation of all submodules is carried out simultaneously by connecting vacuum lines to a vacuum pump temporarily for polymerization / hardening of layers of retaining material under the installed submodules on the carrier plate (Fig. 24).

В шестом варианте способа изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображенийIn the sixth version of the method for manufacturing ultra-high-dimensional MFPs with the limiting image conversion efficiency

по сравнению с пятым вариантом способа внутри опорной планки, выполненной в виде соответствующей прямоугольной рамки, по краям с каждой стороны располагают четыре дополнительные опорные планки-вкладыши с размерами, соответствующими размерам создаваемого МФП;in comparison with the fifth variant of the method, inside the support strip made in the form of a corresponding rectangular frame, along the edges on each side there are four additional support strip-inserts with dimensions corresponding to the dimensions of the MFP being created;

внутренние размеры опорной планки в виде прямоугольной рамки соответствуют размерам создаваемого МФП с учетом размещения дополнительных опорных планок-вкладышей;the internal dimensions of the support strip in the form of a rectangular frame correspond to the dimensions of the created MFP, taking into account the placement of additional support tabs-inserts;

формирование внутренних граней дополнительных опорных планок-вкладышей выполняют прецизионно, с обеспечением шероховатости края не более 1 мкм (фиг. 25).the formation of the inner edges of the additional support strips-liners is carried out with precision, ensuring the edge roughness of no more than 1 μm (Fig. 25).

В седьмом варианте способа изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображенийIn the seventh version of the method for manufacturing ultra-high-dimensional MFPs with the limiting image conversion efficiency

по сравнению с первым вариантом способа позиционирование, установку и фиксацию субмодулей при прецизионной микросборке МФП без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между кристаллами смежных субмодулей, а при необходимости и совмещение внешних реперных знаков на пластине-носителе или на носителе внешних реперных знаков и топологических реперных знаков на устанавливаемых субмодулях производят с применением полуавтоматического микроманипулятора.in comparison with the first version of the method, positioning, installation and fixation of submodules with precision microassembly of the MFP without gaps or with minimal (no more than 2 microns) gaps between crystals of adjacent submodules, and, if necessary, the alignment of external reference marks on the carrier plate or on the carrier of external reference marks and topological reference marks on the installed submodules are produced using a semi-automatic micromanipulator.

В полуавтоматическом варианте способа изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений, заключающемся в том, чтоIn a semi-automatic version of the method for manufacturing ultra-high-dimensional MFPs with the limiting efficiency of image conversion, which consists in the fact that

изготавливают пластину-носитель соответствующих размеров с топологическими реперными знаками, соответствующими месту размещения каждого субмодуля в составе МФП,a carrier plate of appropriate dimensions is made with topological reference marks corresponding to the location of each submodule in the MFP,

изготавливают субмодули соответствующих форматов в виде бескорпусных монолитных или гибридных фотоприемников с топологическими реперными знаками,submodules of appropriate formats are manufactured in the form of unpackaged monolithic or hybrid photodetectors with topological reference marks,

исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,investigate the performance and sort the submodules according to their parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals,

установку, позиционирование и фиксацию субмодулей выполняют последовательно, кристалл за кристаллом, стык встык друг к другу в виде матрицы n×m субмодулей на пластине - носителе, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или m=1),installation, positioning and fixation of submodules is performed sequentially, crystal by crystal, butt-to-side to each other in the form of a matrix of n × m submodules on a carrier plate, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m for n = 1 or m = 1),

при n=1, m=2 или при n=2, m=1 формирование края производят на одной грани кристаллов, при n=2, m=2 - на двух гранях кристаллов, при n=3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞ и m=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞ - на двух гранях кристаллов, размещаемых в углах матрицы n×m субмодулей, на трех гранях кристаллов субмодулей, размещаемых на краях матрицы n×m субмодулей (за исключением угловых), на четырех гранях кристаллов, размещаемых внутри матрицы n×m субмодулей,at n = 1, m = 2 or at n = 2, m = 1, the edge is formed on one face of the crystals, at n = 2, m = 2 - on two faces of the crystals, at n = 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞ and m = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞ - on two faces of crystals placed in the corners of the matrix of n × m submodules, on three faces of crystals of submodules placed on the edges of the matrix n × m submodules (excluding corner ones), on four crystal faces placed inside a matrix of n × m submodules,

фиксацию субмодулей на поверхности пластины-носителя выполняют с применением микростолбов или небольшим заданным количеством (слоями) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала под каждым субмодулем,fixing the submodules on the surface of the carrier plate is performed using micropillars or a small predetermined amount (layers) of vacuum heat-conducting retaining material under each submodule,

контроль ориентации и позиционирование устанавливаемых субмодулей осуществляют с помощью системы двусторонней визуализации и совмещения на основе микроскопа и/или видеокамеры, при этом каждый раз выполняют прецизионную микросборку субмодулей с уже установленными субмодулями до тех пор, пока на пластине-носителе не будет собран МФП требуемой размерности n×m субмодулей,orientation control and positioning of the installed submodules is carried out using a system of bilateral visualization and alignment based on a microscope and / or a video camera, each time performing precision microassembly of submodules with already installed submodules until the MFP of the required dimension n is assembled on the carrier plate × m submodules,

причем в случае m=2 первый и последний субмодуль в каждой строке устанавливают с близкой стыковкой по двум сторонам, второй и последующие субмодули (за исключением последнего) в каждой строке устанавливают с близкой стыковкой по трем сторонам,moreover, in the case of m = 2, the first and last submodules in each row are installed with close joining on two sides, the second and subsequent submodules (except for the last one) in each row are installed with close joining on three sides,

а в случае m>2 угловые субмодули устанавливают с близкой стыковкой по двум сторонам, краевые субмодули (за исключением угловых) устанавливают с близкой стыковкой по трем сторонам, а субмодули, размещаемые внутри матрицы субмодулей, устанавливают с близкой стыковкой по четырем сторонам,and in the case of m> 2, corner submodules are installed with close docking on two sides, edge submodules (except for corner ones) are installed with close docking on three sides, and submodules placed inside the matrix of submodules are installed with close docking on four sides,

при необходимости предусматривают зазор между строками матрицы n×m субмодулей для размещения микрошлейфов с металлической разводкой и электрическое соединение микрошлейфов с контактными площадками субмодулей и с контактными площадками пластины-носителя;if necessary, a gap is provided between the rows of the n × m matrix of submodules to accommodate micro-loops with metal wiring and electrical connection of micro-loops with the contact pads of the submodules and with the contact pads of the carrier plate;

дополнительное прецизионное формирование стыкуемых граней кристаллов всех субмодулей, признанных годными и необходимых для сборки МФП, с обеспечением минимальной области повреждения краев кристаллов выполняют следующим образом:additional precision formation of abutting crystal edges of all submodules recognized as suitable and necessary for MFP assembly, ensuring a minimum area of damage to the crystal edges is performed as follows:

на фронтальную поверхность кристалла субмодуля наносят защитный слой фоторезиста,a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule,

формируют с фронтальной стороны канавку и стыкуемые края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла,a groove and abutting edges of the crystal are formed on the front side by laser radiation with a given wavelength in a multipass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed,

выполняют откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл,splitting off the edge of the crystal using a wedge shifted under the crystal,

дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления лазерным излучением наклонной части и выступа на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла,additionally, abutting edges of the crystal are formed by repeated removal of the inclined part and the protrusion on the lateral surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal, by laser radiation,

выполняют технологическую операцию снятия слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла;performing a technological operation of removing the photoresist layer from the processed crystal;

процесс изготовления МФП выполняют циклически, в рамках каждого цикла:the MFP manufacturing process is performed cyclically, within each cycle:

размещают и фиксируют вакуумной присоской субмодуль на верхней части установки микросборки,place and fix the submodule with a vacuum suction cup on the upper part of the micro-assembly unit,

размещают пластину-носитель МФП на нижней, подвижной (по "Z") части установки микросборки и фиксируют вакуумным захватом,place the MFP carrier plate on the lower, movable (along "Z") part of the microassembly unit and fix it with a vacuum gripper,

посредством подъема нижней подвижной части установки микросборки на заданную высоту осуществляют размещение и фиксацию субмодуля на пластине-носителе без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между смежными кристаллами субмодулей,by lifting the lower movable part of the microassembly to a predetermined height, the submodule is placed and fixed on the carrier plate without gaps or with minimum (no more than 2 μm) gaps between adjacent crystals of submodules,

после окончательного закрепления субмодуля на пластине-носителе нижнюю подвижную часть установки микросборки опускают в нижнее положение,after the final fixing of the submodule on the carrier plate, the lower movable part of the micro-assembly unit is lowered to the lower position,

на вакуумном захвате нижней части установки микросборки отключают вакуум,the vacuum is turned off at the vacuum gripper of the lower part of the micro-assembly unit,

осуществляют перемещение (по "X" и/или "Y") пластины-носителя на расстояние, равное размерам устанавливаемых субмодулей,carry out movement (along "X" and / or "Y") of the carrier plate at a distance equal to the dimensions of the installed submodules,

фиксируют подачей вакуума пластину-носитель на новом заданном месте нижней части установки микросборки,fix the carrier plate by applying a vacuum at the new predetermined place of the lower part of the micro-assembly unit,

выполняют следующий цикл для установки следующего субмодуля;perform the next cycle to install the next submodule;

в процессе установки и фиксации субмодулей на пластине-носителе осуществляют дополнительное исследование работоспособности и разбраковку по параметрам субмодулей, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,in the process of installing and fixing submodules on the carrier plate, an additional study of the operability is carried out and grading according to the parameters of the submodules, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals,

при необходимости выполняют замену субмодулей, вышедших из строя в процессе изготовления МФП, посредством удаления забракованных субмодулей и установки на их место заведомо годных субмодулей способом, описанным выше.if necessary, replace submodules that have failed in the process of manufacturing MFP by removing the rejected submodules and installing in their place obviously suitable submodules in the manner described above.

В автоматическом варианте способа изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений, заключающийся в том, чтоIn the automatic version of the method for manufacturing ultra-high-dimensional MFPs with the limiting efficiency of image conversion, which consists in the fact that

изготавливают пластину-носитель соответствующих размеров с внешними реперными знаками, соответствующими местам размещения каждого субмодуля в составе МФП,make a carrier plate of appropriate dimensions with external reference marks corresponding to the locations of each submodule in the MFP,

изготавливают субмодули соответствующих форматов в виде бескорпусных монолитных или бескорпусных гибридных фотоприемников с топологическими реперными знаками,submodules of appropriate formats are manufactured in the form of unpackaged monolithic or unpackaged hybrid photodetectors with topological reference marks,

исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,investigate the performance and sort the submodules according to their parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals,

установку, позиционирование и фиксацию субмодулей выполняют последовательно, кристалл за кристаллом, стык встык друг к другу в виде матрицы n×m субмодулей на пластине-носителе, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или m=1),installation, positioning and fixing of submodules is performed sequentially, crystal by crystal, butt-to-side to each other in the form of a matrix of n × m submodules on a carrier plate, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m for n = 1 or m = 1),

при n=1, m=2 или при n=2, m=1 формирование края производят на одной грани кристаллов, при n=2, m=2 - на двух гранях кристаллов, при n=3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞ и m=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞ - на двух гранях кристаллов, размещаемых в углах матрицы n×m субмодулей, на трех гранях кристаллов субмодулей, размещаемых на краях матрицы n×m субмодулей (за исключением угловых), на четырех гранях кристаллов, размещаемых внутри матрицы n×m субмодулей,at n = 1, m = 2 or at n = 2, m = 1, the edge is formed on one face of the crystals, at n = 2, m = 2 - on two faces of the crystals, at n = 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞ and m = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞ - on two faces of crystals placed in the corners of the matrix of n × m submodules, on three faces of crystals of submodules placed on the edges of the matrix n × m submodules (excluding corner ones), on four crystal faces placed inside a matrix of n × m submodules,

фиксацию субмодулей на поверхности пластины-носителя выполняют с применением микростолбов или небольшим заданным количеством (слоями) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала под каждым субмодулем,fixing the submodules on the surface of the carrier plate is performed using micropillars or a small predetermined amount (layers) of vacuum heat-conducting retaining material under each submodule,

контроль ориентации и позиционирование устанавливаемых субмодулей осуществляют с помощью системы двусторонней визуализации и совмещения на основе микроскопа и/или видеокамеры, при этом каждый раз выполняют прецизионную близкую стыковку субмодулей с уже установленными субмодулями до тех пор, пока на пластине-носителе не будет собран МФП требуемой размерности n×m субмодулей,the orientation control and positioning of the installed submodules is carried out using a system of bilateral visualization and alignment based on a microscope and / or a video camera, while each time precision close docking of submodules with already installed submodules is performed until the MFP of the required dimension is assembled on the carrier plate n × m submodules,

причем в случае m=2 первый и последний субмодуль в каждой строке устанавливают с близкой стыковкой по двум сторонам, второй и последующие субмодули (за исключением последнего) в каждой строке устанавливают с близкой стыковкой по трем сторонам,moreover, in the case of m = 2, the first and last submodules in each row are installed with close joining on two sides, the second and subsequent submodules (except for the last one) in each row are installed with close joining on three sides,

а в случае m>2 угловые субмодули устанавливают с близкой стыковкой по двум сторонам, краевые субмодули (за исключением угловых) устанавливают с близкой стыковкой по трем сторонам, а субмодули, размещаемые внутри матрицы субмодулей, устанавливают с близкой стыковкой по четырем сторонам,and in the case of m> 2, corner submodules are installed with close docking on two sides, edge submodules (except for corner ones) are installed with close docking on three sides, and submodules placed inside the matrix of submodules are installed with close docking on four sides,

при необходимости предусматривают зазор между строками матрицы n×m субмодулей для размещения микрошлейфов с металлической разводкой и электрическое соединение микрошлейфов с контактными площадками субмодулей и с контактными площадками пластины-носителя;if necessary, a gap is provided between the rows of the n × m matrix of submodules to accommodate micro-loops with metal wiring and electrical connection of micro-loops with the contact pads of the submodules and with the contact pads of the carrier plate;

дополнительное прецизионное формирование стыкуемых граней кристаллов всех субмодулей, признанных годными и необходимых для сборки МФП, с обеспечением минимальной области повреждения краев кристаллов выполняют следующим образом:additional precision formation of abutting crystal edges of all submodules recognized as suitable and necessary for MFP assembly, ensuring a minimum area of damage to the crystal edges is performed as follows:

на фронтальную поверхность кристалла субмодуля наносят защитный слой фоторезиста,a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule,

формируют с фронтальной стороны канавку и стыкуемые края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла,a groove and abutting edges of the crystal are formed on the front side by laser radiation with a given wavelength in a multipass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed,

выполняют откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл,splitting off the edge of the crystal using a wedge shifted under the crystal,

дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления (испарения) лазерным излучением наклонной части и выступа на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла,additionally, abutting edges of the crystal are formed by repeated removal (evaporation) by laser radiation of the inclined part and the protrusion on the side surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal,

выполняют технологическую операцию снятия слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла;performing a technological operation of removing the photoresist layer from the processed crystal;

позиционирование, установку и фиксацию субмодулей при прецизионной микросборке МФП без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между смежными кристаллами субмодулей, а при необходимости и совмещение внешних реперных знаков на пластине-носителе или на носителе внешних реперных знаков и топологических реперных знаков на устанавливаемых субмодулях производят с применением автоматического микроманипулятора-робота;positioning, installation and fixing of submodules during precision microassembly of MFP without gaps or with minimal (no more than 2 μm) gaps between adjacent crystals of submodules, and, if necessary, alignment of external fiducial marks on the carrier plate or on the carrier of external fiducial marks and topological fiducial marks on the installed submodules are produced using an automatic micromanipulator-robot;

в процессе установки и фиксации субмодулей на пластине-носителе осуществляют дополнительное исследование работоспособности и разбраковку по параметрам субмодулей, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,in the process of installing and fixing submodules on the carrier plate, an additional study of the operability is carried out and grading according to the parameters of the submodules, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals,

при необходимости выполняют замену субмодулей, вышедших из строя в процессе изготовления МФП, посредством удаления забракованных субмодулей и установки на их место заведомо годных субмодулей способом, описанным выше.if necessary, replace submodules that have failed in the process of manufacturing MFP by removing the rejected submodules and installing in their place obviously suitable submodules in the manner described above.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ (и иных материалов)BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS (and other materials)

Сущность вариантов изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами.The essence of the variants of the invention is illustrated by the following description and the accompanying drawings.

На фиг. 1 приведены зависимости эффективности преобразования изображений (кривые 1-4) в МФП и количества (кривые 5-8) элементов в "слепых зонах" от формата и шага (Lpix) фотоприемной матрицы: 1 - зависимость эффективности преобразования изображений (кривая 1) в МФП при Lpix=102 мкм; 2 - зависимость эффективности преобразования изображений (кривая 2) в МФП при Lpix=51 мкм; 3 - зависимость эффективности преобразования изображений (кривая 3) в МФП при Lpix=17 мкм; 4 - зависимость эффективности преобразования изображений (кривая 4) в МФП при Lpix=10 мкм; 5 - зависимость количества элементов (кривая 5) в "слепых зонах" МФП при Lpix=10 мкм; 6 - зависимость количества элементов (кривая 6) в "слепых зонах" МФП при Lpix=17 мкм; 7 - зависимость количества элементов (кривая 7) в "слепых зонах" МФП при Lpix=51 мкм; 8 - зависимость количества элементов (кривая 8) в "слепых зонах" МФП при Lpix=102 мкм.FIG. Figure 1 shows the dependences of the image conversion efficiency (curves 1-4) in the MFP and the number (curves 5-8) of elements in the "blind zones" on the format and pitch (L pix ) of the photodetector matrix: 1 - the dependence of the image conversion efficiency (curve 1) in MPP at L pix = 102 μm; 2 - the dependence of the efficiency of image conversion (curve 2) in the MFP at L pix = 51 μm; 3 - the dependence of the efficiency of image conversion (curve 3) in the MPP at L pix = 17 μm; 4 - the dependence of the efficiency of image conversion (curve 4) in the MFP at L pix = 10 μm; 5 - the dependence of the number of elements (curve 5) in the "blind zones" of the MFP at L pix = 10 μm; 6 - dependence of the number of elements (curve 6) in the "blind zones" of the MFP at L pix = 17 μm; 7 - dependence of the number of elements (curve 7) in the "blind zones" of the MFP at L pix = 51 µm; 8 - dependence of the number of elements (curve 8) in the "blind zones" of the MFP at L pix = 102 µm.

На фиг. 2 приведена диаграмма уменьшения количества элементов, потерянных в "слепой зоне" перпендикулярно линиям стыковки смежных субмодулей, при увеличении шага ФЧЭ и при разном размере технологической части "слепой зоны" МФП: 9 - размер технологической части "слепой зоны" МФП равен 13 мкм; 10 - размер технологической части "слепой зоны" МФП равен 17 мкм; 11 - размер технологической части "слепой зоны" МФП равен 22 мкм; 12 - размер технологической части "слепой зоны" МФП равен 30 мкм.FIG. 2 shows a diagram of the decrease in the number of elements lost in the "blind zone" perpendicular to the joining lines of adjacent submodules, with an increase in the PSE step and with a different size of the technological part of the "blind zone" of the MFP: 9 - the size of the technological part of the "blind zone" of the MFP is 13 μm; 10 - the size of the technological part of the "blind zone" of the MFP is 17 microns; 11 - the size of the technological part of the "blind zone" of the MFP is 22 microns; 12 - the size of the technological part of the "blind zone" of the MFP is 30 microns.

На фиг. 3 приведены зависимости количества элементов в "слепой зоне" от формата МФП на основе субмодулей разных форматов: кривая 13 - 256×256, 14 - 512×512, 15 - 1024×1024, 16 - 2048×2048, размер технологической части "слепой зоны" равен 13 мкм, шаг элементов - 25 мкм.FIG. 3 shows the dependence of the number of elements in the "blind zone" on the MFP format based on submodules of different formats: curve 13 - 256 × 256, 14 - 512 × 512, 15 - 1024 × 1024, 16 - 2048 × 2048, the size of the technological part of the "blind zone "is 13 microns, the pitch of the elements is 25 microns.

На фиг. 4 приведены зависимости количества элементов в "слепой зоне" от шага (Lpix) элементов на основе комбинаций субмодулей разных форматов и МФП разной размерности ("комбинаций субмодулей и формат субмодулей"/"размерность МФП"): кривая 17 - 8×8×512/4096, 18 - 4×4×1024/4096, 19 - 2×2×2048/4096, 20 - 4×4×512/2048, 21 - 2×2×1024/2048, 22 - 4×4×256/1024, 23 - 2×2×512/1024).FIG. 4 shows the dependence of the number of elements in the "blind zone" on the step (L pix ) of elements based on combinations of submodules of different formats and MFPs of different dimensions ("combinations of submodules and submodule format" / "MFP dimension"): curve 17 - 8 × 8 × 512 / 4096, 18 - 4 × 4 × 1024/4096, 19 - 2 × 2 × 2048/4096, 20 - 4 × 4 × 512/2048, 21 - 2 × 2 × 1024/2048, 22 - 4 × 4 × 256 / 1024, 23 - 2 × 2 × 512/1024).

На фиг. 5 приведен известный МФП в виде матрицы 4×2 субмодуля (первый аналог).FIG. 5 shows a well-known MFP in the form of a matrix of 4 × 2 submodules (the first analogue).

На фиг. 6 приведен известный МФП в виде матрицы 5×7 субмодулей (прототип).FIG. 6 shows a well-known MFP in the form of a matrix of 5 × 7 submodules (prototype).

На фиг. 7 (а, б) приведен известный способ изготовления: а - матрица ФЧЭ и КМ, совмещенные перед сборкой (вид сверху): 24 - матрица ФЧЭ, 25 - КМ, 26 - фиксаторы перемещений по "ху", 27 - опоры фиксаторов, 28 - реперные знаки на матрице ФЧЭ; б - фрагмент совмещаемых кристаллов вблизи выносного реперного знака (вид сверху и вид сбоку): 24 - матрица ФЧЭ, 25 - КМ, 29 - носитель реперного знака, 30 - прозрачный полиамид, 31 - индиевые микростолбы, 32 - слой клея.FIG. 7 ( a , b) shows a well-known manufacturing method: a - matrix of the PSE and CM, combined before assembly (top view): 24 - matrix of the PSE, 25 - CM, 26 - displacement latches along the "xy", 27 - supports of the latches, 28 - fiducial marks on the PSE matrix; b - a fragment of matched crystals near the remote reference mark (top view and side view): 24 - PSE matrix, 25 - CM, 29 - reference mark carrier, 30 - transparent polyamide, 31 - indium micropillars, 32 - glue layer.

На фиг. 8 приведен известный полуавтоматический способ изготовления МФП.FIG. 8 shows a known semi-automatic method for manufacturing MFP.

На фиг. 9 приведен первый вариант МФП на основе гибридных и монолитных бескорпусных субмодулей с применением микрошлейфов и разводкой на пластине-носителе, где n - количество субмодулей в МФП по горизонтали (пример n=3), m - количество субмодулей в МФП по вертикали (пример m=3), 33 - пластина-носитель, 34 - бескорпусной фотоприемный субмодуль (гибридный или монолитный), 35 - изолирующая пластина (при необходимости), 36 - контактная площадка пластины-носителя, 37 - микрошлейф с металлической разводкой и контактными площадками, 38 - контактная площадка бескорпусного фотоприемного субмодуля.FIG. 9 shows the first version of the MFP based on hybrid and monolithic open-frame submodules with the use of micro stubs and wiring on the carrier plate, where n is the number of submodules in the MFP horizontally (example n = 3), m is the number of submodules in the MFP vertically (example m = 3), 33 - carrier plate, 34 - frameless photodetector submodule (hybrid or monolithic), 35 - insulating plate (if necessary), 36 - contact pad of the carrier plate, 37 - micro-cable with metal wiring and contact pads, 38 - contact site of the frameless photodetector submodule.

На фиг. 10 приведен второй вариант МФП на основе большого единого кристалла КМ в качестве пластины-носителя и кристаллов матриц ФЧЭ в качестве субмодулей, соединенных с применением микростолбов, где n - количество субмодулей в МФП по горизонтали (пример n=3), m - количество субмодулей в МФП по вертикали (пример m=3), 33.1 - пластина-носитель в виде большого единого кристалла КМ, 34.1 - субмодуль в виде бескорпусного кристалла матрицы ФЧЭ (бескорпусная ИС), 36 - контактная площадка пластины-носителя, 38 - контактная площадка фотоприемного субмодуля.FIG. 10 shows the second version of the MFP based on a large single crystal CM as a carrier plate and crystals of PSE matrices as submodules connected using micropillars, where n is the number of submodules in the MFP horizontally (example n = 3), m is the number of submodules in MFP vertically (example m = 3), 33.1 - carrier plate in the form of a large single crystal CM, 34.1 - submodule in the form of an unpackaged crystal of the PSE matrix (unpackaged IC), 36 - contact pad of the carrier plate, 38 - contact pad of the photodetector submodule ...

На фиг. 11 приведен третий вариант МФП на основе большого единого кристалла матрицы ФЧЭ в качестве пластины-носителя и кристаллов КМ в качестве субмодулей, соединенных с применением микростолбов, где n - количество субмодулей в МФП по горизонтали (пример n=3), m - количество субмодулей в МФП по вертикали (пример m=3), 33.2 - пластина-носитель в виде большого единого кристалла матрицы ФЧЭ, 34.2 - субмодуль в виде бескорпусного кристалла КМ (бескорпусная ИС), 36 - контактная площадка пластины-носителя, 38 - контактная площадка фотоприемного субмодуля.FIG. 11 shows the third version of the MFP based on a large single crystal of the PSE matrix as a carrier plate and CM crystals as submodules connected using micropillars, where n is the number of submodules in the MFP horizontally (example n = 3), m is the number of submodules in MFP vertically (example m = 3), 33.2 - carrier plate in the form of a large single crystal of the PSE matrix, 34.2 - submodule in the form of an open-frame CM crystal (unpackaged IC), 36 - contact area of the carrier plate, 38 - contact area of the photodetector submodule ...

На фиг. 12 приведен четвертый вариант МФП на основе гибридных или монолитных бескорпусных субмодулей с применением микрошлейфов и разводкой на кристаллах КМ, где n - количество субмодулей в МФП по горизонтали (пример n=3), m - количество субмодулей в МФП по вертикали (пример m=3), 33 - пластина-носитель, 34 - бескорпусной гибридный или монолитный фотоприемный субмодуль, 38 - контактная площадка фотоприемного субмодуля, 39 - микрошлейф с металлической разводкой и контактными площадками.FIG. 12 shows the fourth version of the MFP based on hybrid or monolithic frameless submodules using micro-stubs and wiring on CM crystals, where n is the number of submodules in the MFP horizontally (example n = 3), m is the number of submodules in the MFP vertically (example m = 3 ), 33 - carrier plate, 34 - frameless hybrid or monolithic photodetector submodule, 38 - contact pad of the photodetector submodule, 39 - micro loop with metal wiring and contact pads.

На фиг. 13 приведен пятый вариант МФП на основе бескорпусных монолитных субмодулей с применением микростолбов, где n - количество субмодулей в МФП по горизонтали (пример n=3), m - количество субмодулей в МФП по вертикали (пример m=3), 33 - пластина-носитель, 34.3 - бескорпусной монолитный фотоприемный субмодуль, 36 - контактная площадка пластины-носителя, 38.3 - контактная площадка бескорпусного монолитного фотоприемного субмодуля; 40 - фоточувствительный элемент (ФЧЭ).FIG. 13 shows the fifth version of the MFP based on frameless monolithic submodules using micropillars, where n is the number of submodules in the MFP horizontally (example n = 3), m is the number of submodules in the MFP vertically (example m = 3), 33 is the carrier plate , 34.3 - unpackaged monolithic photodetector submodule, 36 - contact area of the carrier plate, 38.3 - contact area of the unpackaged monolithic photoreceiving submodule; 40 - photosensitive element (PSE).

На фиг. 14 приведен широкоформатный двухспектральный (двухцветный) МФП (шестой вариант) на основе бескорпусных субмодулей, стыкуемых с 3-х сторон, где n - количество субмодулей в МФП по горизонтали (пример n=3), m - количество субмодулей в МФП по вертикали (пример m=2), 33 - пластина-носитель, 34.4 - бескорпусной фотоприемный субмодуль одного спектрального диапазона, например, на основе КРТ-фотодиодов, 34.5 - бескорпусной фотоприемный субмодуль второго спектрального диапазона, например, на основе МСКЯ-фотодетекторов.FIG. 14 shows a large-format two-spectral (two-color) MFP (sixth version) based on open-frame submodules docked from 3 sides, where n is the number of submodules in the MFP horizontally (example n = 3), m is the number of submodules in the MFP vertically (example m = 2), 33 - carrier plate, 34.4 - unpackaged photodetector submodule of one spectral range, for example, based on MCT photodiodes, 34.5 - unpackaged photodetector submodule of the second spectral range, for example, based on MSQW photodetectors.

На фиг. 15 приведен широкоформатный (панорамный, форматом 3072×576) двухспектральный (двухцветный) мозаичный микроболометрический приемник, чувствительный в ИК и ТГц диапазонах одновременно (седьмой вариант), где n=8 - количество субмодулей в МФП по горизонтали, m=2 - количество субмодулей в МФП по вертикали, 33 - пластина-носитель, 34.6 - бескорпусной фотоприемный микроболометрический субмодуль, например, ИК спектрального диапазона форматом 384×288 элементов, 34.7 - бескорпусной фотоприемный микроболометрический субмодуль, например, ТГц диапазона размерностью 384×288.FIG. 15 shows a wide-format (panoramic, 3072 × 576 format) two-spectral (two-color) mosaic microbolometric receiver, sensitive in the IR and THz ranges simultaneously (seventh option), where n = 8 is the number of submodules in the MFP horizontally, m = 2 is the number of submodules in Vertical MFP, 33 - carrier plate, 34.6 - frameless photodetecting microbolometric submodule, for example, IR spectral range with a format of 384 × 288 elements, 34.7 - frameless photoreceiving microbolometric submodule, for example, THz range with dimension 384 × 288.

На фиг. 16 приведен принцип технологического дизайна областей стыковки смежных кристаллов субмодулей в МФП по девятому варианту с индивидуальными интегральными бифокальными линзами соответствующих спектральных диапазонов (эскиз), где 33 - пластина-носитель; 34 - бескорпусной монолитный или гибридный фотоприемный субмодуль, на фиг. показан пример на основе монолитных фотоприемных субмодулей - кристаллов КМ с расположенными на них в специально отведенных местах ФЧЭ; 41 - линза, 42 - бифокальная линза, 43 - область стыковки субмодулей, 44 - область повреждения полупроводникового материала.FIG. 16 shows the principle of the technological design of the areas of joining of adjacent crystals of submodules in the MFP according to the ninth option with individual integral bifocal lenses of the corresponding spectral ranges (sketch), where 33 is the carrier plate; 34 - unpackaged monolithic or hybrid photodetector submodule, FIG. an example is shown based on monolithic photodetecting submodules - CM crystals with PSEs located on them in specially designated places; 41 - lens, 42 - bifocal lens, 43 - area of joining of submodules, 44 - area of damage to semiconductor material.

На фиг. 17 (а-с) приведены принципы технологического дизайна областей стыковки смежных кристаллов субмодулей в МФП по десятому и одиннадцатому вариантам с оптическими призмами соответствующих спектральных диапазонов; эскизы вариантов исполнения (а-с), где 33 - пластина-носитель; 34 - бескорпусной (монолитный или гибридный) фотоприемный субмодуль, на фиг. показан пример на основе монолитных фотоприемных субмодулей - кристаллов КМ с расположенными на них в специально отведенных местах ФЧЭ; 43 - область стыковки субмодулей, 44 - область повреждения полупроводникового материала, 45 - призма, 46 - зеркало;

Figure 00000005
- коэффициент преломления i-ой среды (
Figure 00000006
- для менее плотной среды,
Figure 00000007
- для плотной среды,
Figure 00000008
- для более плотной среды); поз. 46 применяют при необходимости. Показано возможное предельное расположение по горизонтали оптической призмы треугольной формы {штриховая линия на фиг. 17 (a)}.FIG. 17 ( a -c) show the principles of the technological design of the areas of joining of adjacent crystals of submodules in the MFP according to the tenth and eleventh options with optical prisms of the corresponding spectral ranges; sketches of execution options ( a -c), where 33 is a carrier plate; 34 - unpackaged (monolithic or hybrid) photodetector submodule, FIG. an example is shown based on monolithic photodetecting submodules - CM crystals with PSEs located on them in specially designated places; 43 - area of joining of submodules, 44 - area of damage to semiconductor material, 45 - prism, 46 - mirror;
Figure 00000005
is the refractive index of the i-th medium (
Figure 00000006
- for less dense media,
Figure 00000007
- for dense media,
Figure 00000008
- for a denser environment); pos. 46 apply as needed. A possible limiting horizontal arrangement of a triangular optical prism {dashed line in FIG. 17 (a)}.

На фиг. 18 (а-з) приведена область стыковки кристаллов в МФП по двенадцатому варианту на основе чувствительных элементов (ЧЭ) - микроболометров ИК спектрального диапазона, где 33 - пластина-носитель, 34.6 - бескорпусной приемный микроболометрический субмодуль - кристалл КМ с ЧЭ, расположенными в специально отведенных местах, 43 - область стыковки субмодулей, 44 - область повреждения полупроводникового материала, 47 - чувствительный элемент, 48 - столбиковый микроконтакт.FIG. 18 ( a- h) shows the region of crystal joining in the MFP according to the twelfth option based on sensitive elements (SE) - microbolometers of the IR spectral range, where 33 is a carrier plate, 34.6 is a frameless receiving microbolometric submodule - a CM crystal with SE, located in a specially assigned places, 43 - area of joining of submodules, 44 - area of damage to semiconductor material, 47 - sensitive element, 48 - bollard microcontact.

На фиг. 19 приведена область стыковки кристаллов в МФП по тринадцатому варианту на основе ЧЭ - микроболометров с антеннами ТГц диапазона, где 33 - пластина-носитель, 34.7 - бескорпусной приемный микроболометрический субмодуль - кристалл КМ с ЧЭ, расположенными в специально отведенных местах, 43 - область стыковки субмодулей, 44 - область повреждения полупроводникового материала, 47 - чувствительный элемент, 49 - антенна ТГц диапазона, 50 - микроконтакт.FIG. 19 shows the area of crystal joining in the MFP according to the thirteenth variant based on SE - microbolometers with THz range antennas, where 33 is a carrier plate, 34.7 is a frameless receiving microbolometric submodule - a CM crystal with SEs located in specially designated places, 43 - the area of submodules docking , 44 - damage area of semiconductor material, 47 - sensitive element, 49 - THz range antenna, 50 - microcontact.

На фиг. 20 (а, б) представлена иллюстрация способа изготовления МФП с применением реперных знаков: (а) - один реперный знак на каждый бескорпусной субмодуль, (б) - два реперных знака на каждый субмодуль, где 33 - пластина-носитель, 34 - бескорпусной гибридный или монолитный фотоприемный субмодуль, 51 - опорная планка, 52 - носитель внешнего реперного знака, 53 - внешний реперный знак.FIG. 20 ( a , b) shows an illustration of a method for manufacturing a MFP using fiducial marks: ( a ) one fiducial mark for each frameless submodule, (b) two fiducial marks for each submodule, where 33 is a carrier plate, 34 is a frameless hybrid or a monolithic photodetector submodule, 51 - support bar, 52 - carrier of external fiducial mark, 53 - external fiducial mark.

На фиг. 21 (а, б) представлена иллюстрация первого метода ориентации субмодулей при позиционировании с применением измерительного микроскопа и/или видеокамеры, топологических реперных знаков на устанавливаемом субмодуле и внешними реперными знаками на индивидуальных для каждого субмодуля носителях реперных знаков, закрепленных: на одной опорной планке (а: 1-ый вариант) или на кристаллах предыдущей строки субмодулей (б: 2-ой вариант), где 33 - пластина-носитель, 34 - фотоприемный субмодуль, 43 - область стыковки субмодулей, 51 - опорная планка, 52 - носитель внешнего реперного знака, 53 - внешний реперный знак, 54 - топологический реперный знак, 55 - дополнительный реперный знак.FIG. 21 ( a , b) shows an illustration of the first method of orientation of submodules during positioning using a measuring microscope and / or video camera, topological fiducial marks on the installed submodule and external fiducial marks on individual for each submodule carriers of fiducial marks, fixed: on one support bar ( a : 1st option) or on crystals of the previous row of submodules (b: 2nd option), where 33 is the carrier plate, 34 is the photodetector submodule, 43 is the area where the submodules are joined, 51 is the support bar, 52 is the carrier of the external reference mark , 53 - external reference mark, 54 - topological reference mark, 55 - additional reference mark.

На фиг. 22 представлена иллюстрация второго метода ориентации субмодулей при позиционировании с применением микроскопа и/или видеокамеры, топологических реперных знаков на устанавливаемом субмодуле с внешними реперными знаками на едином для всей строки субмодулей носителе реперных знаков, закрепленном на двух опорных планках, где 33 - пластина-носитель, 34 - фотоприемный субмодуль, 43 - область стыковки субмодулей, 51 - опорная планка, 52 - носитель внешнего реперного знака, 53 - внешний реперный знак, 54 - топологический реперный знак, 55 - дополнительный реперный знак.FIG. 22 shows an illustration of the second method of orientation of submodules during positioning using a microscope and / or a video camera, topological fiducial marks on an installed submodule with external fiducial marks on a carrier of fiducial marks that is common for the entire row of submodules, fixed on two support bars, where 33 is a carrier plate, 34 - photodetector submodule, 43 - area of joining of submodules, 51 - support bar, 52 - carrier of external reference mark, 53 - external reference mark, 54 - topological reference mark, 55 - additional reference mark.

На фиг. 23 представлена иллюстрация третьего метода ориентации субмодулей при позиционировании с применением системы технического зрения, выполненной на основе видеокамеры и обеспечивающей совмещение соответствующих (топологических и дополнительных топологических) реперных знаков кристаллов смежных строк субмодулей, где 33 - пластина-носитель, 34 - фотоприемный субмодуль, 43 - область стыковки субмодулей, 54 - топологический реперный знак, 55 - дополнительный реперный знак.FIG. 23 shows an illustration of the third method of orientation of submodules during positioning using a computer vision system, made on the basis of a video camera and providing the alignment of the corresponding (topological and additional topological) reference marks of crystals of adjacent rows of submodules, where 33 is a carrier plate, 34 is a photodetecting submodule, 43 is area of joining of submodules, 54 - topological reference mark, 55 - additional reference mark.

На фиг. 24 представлена иллюстрация второго способа изготовления МФП с применением опорной планки 51 в виде прямоугольной рамки, где 33 - пластина-носитель, 34 - фотоприемный субмодуль, 43 - область стыковки субмодулей, 52 - носитель внешнего реперного знака, 53 - внешний реперный знак.FIG. 24 shows an illustration of the second method of manufacturing a MFP using a support bar 51 in the form of a rectangular frame, where 33 is a carrier plate, 34 is a photodetector submodule, 43 is a submodule joining area, 52 is a carrier of an external reference mark, 53 is an external reference mark.

На фиг. 25 представлена иллюстрация третьего способа изготовления МФП с применением опорной планки 51.1 в виде прямоугольной рамки и дополнительных опорных планок-вкладышей 51.2, где 33 - пластина-носитель, 34 - фотоприемный субмодуль, 43 - область стыковки субмодулей, 52 - носитель внешнего реперного знака, 53 - внешний реперный знак.FIG. 25 shows an illustration of the third method of manufacturing a MFP using a support bar 51.1 in the form of a rectangular frame and additional support bars-inserts 51.2, where 33 is a carrier plate, 34 is a photodetector submodule, 43 is an area for joining submodules, 52 is a carrier of an external reference mark, 53 - external reference mark.

На фиг. 26 представлены фотография беззазорной микросборки кремниевых кристаллов, размещенных аналогично кристаллам бескорпусных субмодулей в МФП в виде матрицы 3×3 субмодуля (а); и фотографии совмещенных кремниевых кристаллов, вид сбоку (б), где 56 - стенка канавки, 57 - поверхность раскола, 58 - кремниевый кристалл, 59 - стенка канавки при повторном скрайбировании.FIG. 26 shows a photograph of a gapless microassembly of silicon crystals placed similarly to the crystals of unpackaged submodules in the MFP in the form of a matrix of 3 × 3 submodules ( a ); and photographs of aligned silicon crystals, side view (b), where 56 is the groove wall, 57 is the cleavage surface, 58 is the silicon crystal, 59 is the groove wall upon re-scribing.

На фиг. 27 представлен принцип формирования края кристалла лазерным излучением (а) с заданной длиной волны в многопроходном режиме (120 мкм/сек); профили формируемых канавок для разных углов отклонения оптической оси излучения относительно нормали к поверхности кристалла (б), где 60 - фокусирующая линза; распределение энергии в пятне излучения: 61 - зона 1, 62 - зона 2, 63 - зона 3; 64 - фоторезист, 65 - SiO2, 66 - край кристалла, 67 - кристалл, 68 - канавка, сформированная излучением с оптической осью, совпадающей с нормалью к поверхности, 69 - канавка, сформированная излучением с оптической осью, отклоненной относительно нормали к поверхности на 12'' (оптимальный угол), 70 - канавка, сформированная излучением с оптической осью, отклоненной относительно нормали к поверхности на 24'' [Новоселов А.Р. Способ уменьшения зазора между чипами в мозаичных фотоприемных модулях // Автометрия. 2016. Т. 52. №1. С. 116-121; Пат. РФ №2509391].FIG. 27 shows the principle of forming the edge of a crystal by laser radiation ( a ) with a given wavelength in a multi-pass mode (120 μm / sec); profiles of the formed grooves for different angles of deviation of the optical axis of radiation relative to the normal to the crystal surface (b), where 60 is a focusing lens; energy distribution in the radiation spot: 61 - zone 1, 62 - zone 2, 63 - zone 3; 64 - photoresist, 65 - SiO 2 , 66 - edge of the crystal, 67 - crystal, 68 - groove formed by radiation with the optical axis coinciding with the normal to the surface, 69 - the groove formed by radiation with the optical axis deflected relative to the normal to the surface by 12 "(optimal angle), 70 - a groove formed by radiation with the optical axis deflected relative to the normal to the surface by 24" [Novoselov A.R. Method of reducing the gap between chips in mosaic photodetector modules // Avtometriya. 2016.Vol. 52.No. 1. S. 116-121; Pat. RF No. 2509391].

На фиг. 28 представлена иллюстрация методологии лазерного скрайбирования с экранированием излучения. Зависимости "темнового" тока ФЧЭ (71) от расстояния до канавки. Лазерное скрайбирование с экранированием излучения выполнено в многопроходном режиме (50 проходов) при плотности энергии 2,6 Дж/см2, получена глубина канавки 26 мкм. Точки (71) на графиках соответствуют значениям токов в ФЧЭ после скрайбирования. Горизонтальные линии (72, 73) на графиках соответствует разбросу токов ФЧЭ до скрайбирования, где 72 - уровень максимальных значений токов в ФЧЭ, 73 - уровень минимальных значений токов в ФЧЭ. Ширина области повреждения без фоторезиста (а) составляет около 13 мкм, с фоторезистом (б) - 8 мкм. [Новоселов А.Р. Разработка высокоэффективных мозаичных фотоприемников на основе линеек фоточувствительных элементов // Автометрия. 2010. Т. 46, №6, С. 106-115; Пат. РФ №2509391].FIG. 28 is an illustration of a shielded laser scribing methodology. Dependences of the "dark" PSE current (71) on the distance to the groove. Laser scribing with radiation shielding was performed in a multi-pass mode (50 passes) at an energy density of 2.6 J / cm 2 , and a groove depth of 26 μm was obtained. Points (71) on the graphs correspond to the values of the currents in the PSE after scribing. The horizontal lines (72, 73) in the graphs correspond to the spread of the PSE currents before scribing, where 72 is the level of the maximum values of the currents in the PSE, 73 is the level of the minimum values of the currents in the PSE. The width of the damaged area without photoresist ( a ) is about 13 μm, with photoresist (b) - 8 μm. [Novoselov A.R. Development of highly efficient mosaic photodetectors based on photosensitive element lines // Avtometriya. 2010. T. 46, No. 6, S. 106-115; Pat. RF No. 2509391].

На фиг. 29 (а-б) представлен достигнутый технологический уровень на примере кремниевой технологии. Разработанный метод формирования краев кристалла обеспечивает ровную перпендикулярную планарной стороне стыкуемую грань кристалла и позволяет совмещать смежные субмодули без зазора (а). Зависимости обратного тока (74, 75) р-n переходов в кристаллах от расстояния до стенки канавки (б), где 74 - значения обратного тока для LOCOS-технологии, 75 - значения обратного тока для МОП-технологии со стоп-диффузией. Напряжение обратного смещения р-n переходов равно 8,2 В. Ширина области повреждения составляет около 5 мкм. [Клименко А.Г., Козлов А.И., Новоселов А.Р., Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Марчишин И.В., Овсюк В.Н. Разработка мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемников инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Успехи прикладной физики. 2014. 2, №2. С. 123-130; Козлов А.И., Новоселов А.Р., Демьяненко М.А., Овсюк В.Н. Повышение эффективности преобразования изображений в мозаичных микроболометрических приемниках // Оптический журнал. 2018. Т. 85, №2. С. 60-66].FIG. 29 ( a- b) shows the achieved technological level using the example of silicon technology. The developed method of forming the edges of the crystal provides a smooth butted crystal face perpendicular to the planar side and allows the alignment of adjacent submodules without a gap ( a ). Dependences of the reverse current (74, 75) of pn junctions in crystals on the distance to the groove wall (b), where 74 are the reverse current values for the LOCOS technology, 75 are the reverse current values for the MOS technology with stop diffusion. The reverse bias voltage of pn junctions is 8.2 V. The width of the damaged area is about 5 microns. [Klimenko A.G., Kozlov A.I., Novoselov A.R., Demyanenko M.A., Esaev D.G., Marchishin I.V., Ovsyuk V.N. Development of mosaic uncooled microbolometric receivers for infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Uspekhi prikladnoi fiziki. 2014.2, no. 2. S. 123-130; Kozlov A.I., Novoselov A.R., Demyanenko M.A., Ovsyuk V.N. Improving the efficiency of image conversion in mosaic microbolometric receivers // Optical journal. 2018.Vol. 85, No. 2. S. 60-66].

На фиг. 30 представлен пример МФП форматом 1152×576 элементов с указанием мест размещения "слепой зоны" и ее технологической части, где 33 - пластина-носитель, 34 - фотоприемный субмодуль, 43 - область стыковки субмодулей, 54 - топологический реперный знак.FIG. 30 shows an example of a MFP with a format of 1152 × 576 elements indicating the locations of the "blind zone" and its technological part, where 33 is a carrier plate, 34 is a photodetector submodule, 43 is an area where submodules are joined, 54 is a topological reference mark.

На фиг. 31 (а-е) представлена иллюстрация примера способа изготовления МФП форматом 1152×576 элементов с применением реперных знаков, этапы 1-6 - последовательная установка шести субмодулей, где 33 - пластина-носитель, 34 - фотоприемный субмодуль, 43 - область стыковки субмодулей, 51 - опорная планка, 52 - носитель внешнего реперного знака, 53 - внешний реперный знак, 54 - топологический реперный знак.FIG. 31 ( a- f) shows an illustration of an example of a method for manufacturing MFPs with a format of 1152 × 576 elements using fiducial marks, steps 1-6 are the sequential installation of six submodules, where 33 is a carrier plate, 34 is a photodetector submodule, 43 is an area where submodules are joined, 51 - support bar, 52 - carrier of external fiducial mark, 53 - external fiducial mark, 54 - topological fiducial mark.

На фиг. 32 представлен пример МФП, состоящего из матрицы размером 3×2 субмодуля, с указанием мест размещения "слепой зоны" и ее технологической части, с вариантом расположения ИК изображения на матрицах ФЧЭ субмодулей и с последующей электронной сборкой результирующего теплового изображения в видеопроцессоре в ОЗУ с произвольной адресацией, где 33 - пластина-носитель, 34 - фотоприемный субмодуль, 43 - область стыковки субмодулей, 76 - ОЗУ с произвольной адресацией.FIG. 32 shows an example of a MFP consisting of a 3 × 2 submodule matrix, indicating the locations of the "blind zone" and its technological part, with a variant of the location of the IR image on the PSE submodule matrices and with the subsequent electronic assembly of the resulting thermal image in a video processor in RAM with an arbitrary addressing, where 33 is a carrier plate, 34 is a photodetector submodule, 43 is an area for joining submodules, 76 is a random-addressable RAM.

На фиг. 33 (а-д) представлена иллюстрация второго примера способа изготовления МФП форматом 1152×864 элементов с применением реперных знаков, этапы 1-3 - последовательная установка девяти субмодулей, где 33 - пластина-носитель, 34 - фотоприемный субмодуль, 43 - область стыковки субмодулей, 51 - опорная планка, 52 - носитель внешнего реперного знака, 53 - внешний реперный знак, 54 - топологический реперный знак.FIG. 33 ( a -e) shows an illustration of a second example of a method for manufacturing MFPs with a format of 1152 × 864 elements using fiducial marks, stages 1-3 are sequential installation of nine submodules, where 33 is a carrier plate, 34 is a photodetector submodule, 43 is a submodule docking area , 51 - support bar, 52 - carrier of external fiducial mark, 53 - external fiducial mark, 54 - topological fiducial mark.

На фиг. 34 представлена иллюстрация пятого примера способа изготовления МФП форматом 1152×864 элементов с применением дополнительных реперных знаков, этапы 1-3 - последовательная установка девяти субмодулей, показан этап 3, где 33 - пластина-носитель, 34 - фотоприемный субмодуль, 43 - область стыковки субмодулей, 51 - опорная планка, 52 - носитель внешнего реперного знака, 53 - внешний реперный знак, 54 - топологический реперный знак, 55 - дополнительный реперный знак.FIG. 34 shows an illustration of a fifth example of a method for manufacturing MFPs with a format of 1152 × 864 elements with the use of additional fiducial marks, stages 1-3 - sequential installation of nine submodules, stage 3 is shown, where 33 is a carrier plate, 34 is a photodetector submodule, 43 is a docking area of submodules , 51 - support bar, 52 - carrier of external fiducial mark, 53 - external fiducial mark, 54 - topological fiducial mark, 55 - additional fiducial mark.

На фиг. 35 (а-м) представлена иллюстрация шестого примера способа (полуавтоматического) изготовления МФП форматом 1152×864 элементов: этапы 1-12 - последовательная установка первых трех субмодулей, где 33 - пластина-носитель, 34 - бескорпусной фотоприемный субмодуль, 77 - упор для выравнивания, 78 - шарнир, 79 - верхняя, неподвижная (по "Z") часть установки микросборки, 80 - откидной люк установки микросборки для предварительного размещения фотоприемного субмодуля, 81 - нижняя, подвижная (по "Z") часть установки микросборки, 82 - система визуализации и совмещения.FIG. 35 ( a- m) shows an illustration of a sixth example of a method of (semi-automatic) production of MFPs with a format of 1152 × 864 elements: stages 1-12 - sequential installation of the first three submodules, where 33 is a carrier plate, 34 is a frameless photodetector submodule, 77 is a stop for alignment, 78 - hinge, 79 - upper, fixed ("Z") part of the micro-assembly unit, 80 - hinged hatch of the micro-assembly unit for preliminary placement of the photodetector submodule, 81 - lower, movable ("Z") part of the micro-assembly unit, 82 - visualization and alignment system.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯCARRYING OUT THE INVENTION

Первый вариант МФП (фиг. 9) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе, фотоприемные субмодули в монолитном исполнении изготовлены как бескорпусные монолитные фотоприемники в виде кристаллов КМ с дополнительно интегрированными на них массивами ФЧЭ, а в гибридном исполнении как бескорпусные гибридные микросборки из кристалла матрицы ФЧЭ и кристалла КМ, контактные площадки субмодулей электрически соединены с контактными площадками пластины-носителя с применением микрошлейфов,The first version of the MFP (Fig. 9) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion consists of a matrix of n × m photodetector submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), photodetector submodules are installed butt-to-side on the carrier plate, photodetector submodules are in monolithic design manufactured as unpackaged monolithic photodetectors in the form of CM crystals with additionally integrated PSE arrays on them, and in a hybrid design as unpackaged hybrid microassemblies from a PSE matrix crystal and a CM crystal, the contact pads of the submodules are electrically connected to the contact pads of the carrier plate using microcircuits,

бескорпусные монолитные или гибридные фотоприемные субмодули МФП изготовлены с обеспечением минимальных (5-8 мкм) областей повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях кристаллов субмодулей,frameless monolithic or hybrid photodetector submodules of the MFP are manufactured with the provision of minimal (5-8 microns) areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of the submodule crystals,

бескорпусные монолитные или гибридные фотоприемные субмодули с минимальными областями повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях кристаллов непосредственно размещены фотоприемной стороной вверх на единственной пластине-носителе без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между кристаллами смежных субмодулей.Unpackaged monolithic or hybrid photodetector submodules with minimal areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of the crystals are directly placed with the photodetector side up on a single carrier plate without gaps or with minimal (no more than 2 μm) gaps between crystals of adjacent submodules.

При необходимости более плотной микросборки субмодулей в МФП и для изоляции тыльной поверхности субмодулей от металлической разводки на пластине-носителе применяют изолирующие пластины (поз. 35).If a more dense microassembly of submodules is required in the MFP and to isolate the rear surface of the submodules from the metal wiring, insulating plates (pos. 35) are used on the carrier plate.

Второй вариант МФП (фиг. 10) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The second version of the MFP (Fig. 10) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetector submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end on the carrier plate ,

в качестве пластины-носителя МФП применен единственный большой кристалл КМ,a single large CM crystal was used as the MPP carrier plate,

в качестве субмодулей применены кристаллы матриц ФЧЭ,crystals of PSE matrices are used as submodules,

субмодули изготовлены с обеспечением предельно минимальных (5-8 мкм) областей повреждения полупроводниковых материалов и многослойных микроструктур на стыкуемых краях кристаллов,submodules are made with the provision of extremely minimal (5-8 microns) areas of damage to semiconductor materials and multilayer microstructures at the abutting edges of the crystals,

субмодули с предельно минимальными областями повреждения полупроводниковых материалов и многослойных микроструктур на стыкуемых краях кристаллов непосредственно размещены фотоприемной стороной вверх на единственной пластине-носителе без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между кристаллами смежных субмодулей,submodules with extremely minimal areas of damage to semiconductor materials and multilayer microstructures at the abutting edges of the crystals are directly placed with the photodetector side up on a single carrier plate without gaps or with minimum (no more than 2 μm) gaps between crystals of adjacent submodules,

при этом сигнальные контактные площадки (поз. 36) КМ электрически соединены с контактными площадками (поз. 38) субмодулей - кристаллов матриц ФЧЭ с применением микростолбов.while the signal contact pads (pos. 36) of the CM are electrically connected to the contact pads (pos. 38) of the submodules - crystals of the PSE matrices using micropillars.

Третий вариант МФП (фиг. 11) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The third version of the MFP (Fig. 11) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetecting submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end on the carrier plate ,

в качестве пластины-носителя МФП применен единственный большой кристалл матрицы ФЧЭ,the only large crystal of the PSE matrix is used as the MPP carrier plate,

в качестве субмодулей применены кристаллы КМ,KM crystals are used as submodules,

субмодули изготовлены с обеспечением предельно минимальных (5-8 мкм) областей повреждения полупроводниковых материалов и многослойных микроструктур на стыкуемых краях кристаллов,submodules are made with the provision of extremely minimal (5-8 microns) areas of damage to semiconductor materials and multilayer microstructures at the abutting edges of the crystals,

субмодули с предельно минимальными областями повреждения полупроводниковых материалов и многослойных микроструктур на стыкуемых краях кристаллов непосредственно размещены на единственной пластине-носителе без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между кристаллами смежных субмодулей,submodules with extremely minimal areas of damage to semiconductor materials and multilayer microstructures at the abutting edges of the crystals are directly placed on a single carrier plate without gaps or with minimum (no more than 2 μm) gaps between crystals of adjacent submodules,

при этом сигнальные и управляющие контактные площадки (поз. 38) субмодулей - КМ электрически соединены с контактными площадками (поз. 36) кристалла матрицы ФЧЭ с применением микростолбов.the signal and control contact pads (pos. 38) of the submodules - CM are electrically connected to the contact pads (pos. 36) of the PSE matrix crystal using micropillars.

Четвертый вариант МФП (фиг. 12) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The fourth version of the MFP (Fig. 12) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetecting submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end to each other on the carrier plate ,

бескорпусные монолитные или гибридные фотоприемные субмодули МФП изготовлены с обеспечением предельно минимальных (5-8 мкм) областей повреждения полупроводниковых материалов и многослойных микроструктур на стыкуемых краях кристаллов,frameless monolithic or hybrid photodetector submodules of the MFP are manufactured to ensure the extremely minimal (5-8 microns) areas of damage to semiconductor materials and multilayer microstructures at the abutting edges of the crystals,

бескорпусные монолитные или гибридные фотоприемные субмодули с предельно минимальными областями повреждения полупроводниковых материалов и многослойных микроструктур на стыкуемых краях кристаллов непосредственно размещены на единственной пластине-носителе без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между кристаллами смежных субмодулей.Unpackaged monolithic or hybrid photodetector submodules with extremely minimal areas of damage to semiconductor materials and multilayer microstructures at the abutting edges of the crystals are directly placed on a single carrier plate without gaps or with minimum (no more than 2 μm) gaps between crystals of adjacent submodules.

единый принцип считывания фотосигналов и адресация к ФЧЭ в МФП обеспечены применением микропроводников или микрошлейфов, соединяющих соответствующие сигнальные и управляющих (в т.ч. адресные) контактные площадки смежных кристаллов субмодулей.The unified principle of photo signal reading and addressing to the PSE in the MFP is ensured by the use of microconductors or micro loops connecting the corresponding signal and control (including address) contact pads of adjacent crystals of submodules.

Пятый вариант МФП (фиг. 13) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The fifth version of the MFP (Fig. 13) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetecting submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end on the carrier plate ,

субмодули мозаичного фотоприемника выполнены в монолитном исполнении как бескорпусные монолитные фотоприемники в виде кристаллов КМ с дополнительно интегрированными на них массивами ФЧЭ,submodules of the mosaic photodetector are made in a monolithic design as unpackaged monolithic photodetectors in the form of CM crystals with additionally integrated PSE arrays on them,

бескорпусные монолитные фотоприемные субмодули МФП изготовлены с обеспечением предельно минимальных (5-8 мкм) областей повреждения полупроводниковых материалов и многослойных микроструктур на стыкуемых краях кристаллов,unpackaged monolithic photodetector submodules of the MFP are made with the provision of extremely minimal (5-8 μm) areas of damage to semiconductor materials and multilayer microstructures at the abutting edges of the crystals,

бескорпусные монолитные фотоприемные субмодули непосредственно размещены на единственной пластине-носителе,unpackaged monolithic photodetector submodules are directly placed on a single carrier plate,

крепление бескорпусных монолитных субмодулей на пластине-носителе выполнено с применением микростолбов или небольшим заданным количеством (слоями) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала под каждым субмодулем,fastening of frameless monolithic submodules on a carrier plate is performed using micropillars or a small predetermined amount (layers) of vacuum heat-conducting retaining material under each submodule,

при необходимости пластина-носитель выполняется из материала, прозрачного в рабочем спектральном диапазоне.if necessary, the carrier plate is made of a material that is transparent in the working spectral range.

Шестой вариант МФП (фиг. 14) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The sixth version of the MFP (Fig. 14) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetecting submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end to each other on the carrier plate ,

охлаждаемые бескорпусные гибридные субмодули на основе ФЧЭ различных типов, например, KPT-фотодиодов и МСКЯ-фотодетекторов, фоточувствительных в разных заданных спектральных диапазонах, размещены одновременно и в заданных комбинациях на единственной пластине-носителе.Cooled open-frame hybrid submodules based on PSEs of various types, for example, KPT photodiodes and MSQP photodetectors, photosensitive in different specified spectral ranges, are placed simultaneously and in specified combinations on a single carrier plate.

МФП по шестому варианту обладает комбинированной, т.е. совмещающей широкополосную (КРТ) и узкополосную (МСКЯ) части, спектральной характеристикой фоточувствительности за счет использования разных фотоприемных кристаллов субмодулей на основе ФЧЭ различных типов: KPT-фото диодов и МСКЯ-фотодетекторов, работающих в разных ИК спектральных диапазонах (фиг. 14).MFP according to the sixth option has a combined, i.e. combining broadband (MCT) and narrowband (MSQW) parts, spectral characteristic of photosensitivity due to the use of different photodetector crystals of submodules based on PSEs of various types: KPT photo diodes and MSQW photodetectors operating in different IR spectral ranges (Fig. 14).

Седьмой вариант МФП (фиг. 15) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The seventh version of the MFP (Fig. 15) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetecting submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end on the carrier plate ,

неохлаждаемые бескорпусные монолитные субмодули на основе микроболометрических элементов различных типов, чувствительных в разных заданных спектральных ИК и ТГц диапазонах, размещены одновременно и в заданных комбинациях на единственной пластине-носителе.uncooled unpackaged monolithic submodules based on microbolometric elements of various types, sensitive in different preset spectral IR and THz ranges, are placed simultaneously and in preset combinations on a single carrier plate.

МФП по седьмому варианту обладает комбинированной, т.е. совмещающей широкополосную и узкополосную части, спектральной характеристикой чувствительности за счет использования разных кристаллов субмодулей на основе микроболометрических элементов различных типов, работающих в разных ИК и ТГц диапазонах (фиг. 15).According to the seventh version, the MFP has a combined one, i.e. combining broadband and narrowband parts, spectral characteristic of sensitivity due to the use of different crystals of submodules based on microbolometric elements of various types operating in different IR and THz ranges (Fig. 15).

Восьмой вариант МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The eighth version of the ultra-high-dimensional FPM with the limiting image conversion efficiency (according to the first design version) consists of a matrix of n × m photodetector submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed butt-to-side to each other on the carrier plate,

краевые ФЧЭ субмодулей выполнены меньше по площади относительно размеров ФЧЭ, расположенных внутри матрицы,edge PSEs of submodules are made smaller in area relative to the dimensions of PSEs located inside the matrix,

а соответствующая коррекция сигналов ФЧЭ обеспечена в видеопроцессоре и/или в КМ.and the corresponding correction of the PSE signals is provided in the video processor and / or in the CM.

Девятый вариант МФП (фиг. 16) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The ninth version of the MFP (Fig. 16) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetecting submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end on the carrier plate ,

над каждым краевым ФЧЭ меньшей площади размещена индивидуальная интегральная бифокальная линза соответствующего спектрального диапазона, фокусирующая на каждый уменьшенный краевой элемент субмодуля излучение с большей площади, эквивалентной площади ФЧЭ внутри матрицы.above each edge PSE of a smaller area, an individual integral bifocal lens of the corresponding spectral range is placed, focusing on each reduced edge element of the submodule radiation from a larger area equivalent to the area of the PSE inside the matrix.

Десятый вариант МФП (фиг. 17а) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The tenth version of the MFP (Fig. 17 a ) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetecting submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end to each other on the plate carrier,

над "слепыми зонами" размещены оптические призмы соответствующих спектральных диапазонов, передающие на каждый уменьшенный краевой элемент субмодулей излучение с большей площади, эквивалентной площади ФЧЭ внутри матрицы, линейные размеры оптических призм соответствуют размерам "слепых зон";above the "blind zones" are placed optical prisms of the corresponding spectral ranges, transmitting to each reduced edge element of the submodules radiation from a larger area equivalent to the area of the PSE inside the matrix, the linear dimensions of the optical prisms correspond to the dimensions of the "blind zones";

при этом поз. 46 применяют при необходимости, оптические призмы соответствующих конструкций и форм изготавливают из соответствующих материалов (подробнее см. одиннадцатый вариант).while pos. 46 are used if necessary, optical prisms of appropriate designs and shapes are made from appropriate materials (for more details, see the eleventh option).

Одиннадцатый вариант МФП (фиг. 17а-с) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по десятому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The eleventh version of the MFP (Fig. 17 a -c) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the tenth version of the design) consists of a matrix of n × m photodetector submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end to each other on carrier plate,

оптические призмы заданных спектральных диапазонов, размещенные над "слепыми зонами", выполнены в виде различных конструкций разной (простой и сложной) формы для сбора потока излучения уменьшенными краевыми ФЧЭ субмодулей МФП с большей площади, эквивалентной площади ФЧЭ внутри матрицы;optical prisms of specified spectral ranges, located above the "blind zones", are made in the form of various structures of different (simple and complex) shapes to collect the radiation flux by reduced edge PSEs of the MPP submodules with a larger area equivalent to the PSE area inside the matrix;

указанные оптические призмы изготовлены в виде поворотных и неподвижных конструкций треугольной, ромбовидной, трапециидальной, сложной трапециидальной, угловой, простой и сложной "М"- и "Δ"-образной формы; в виде оптических волновых каналов, передающих на уменьшенные краевые элементы субмодулей излучение с площади, равной площади ФЧЭ внутри матрицы;the specified optical prisms are made in the form of rotary and fixed structures of triangular, diamond-shaped, trapezoidal, complex trapezoidal, angular, simple and complex "M" - and "Δ" -shaped; in the form of optical wave channels, transmitting radiation from an area equal to the PSE area inside the matrix to the reduced edge elements of the submodules;

соответствующие оптические призмы выполнены из различных материалов, прозрачных в заданных спектральных диапазонах, обладающих разными коэффициентами преломления и имеющих в своем составе полупрозрачные и непрозрачные зеркальные поверхности для соответствующих спектральных диапазонов.Corresponding optical prisms are made of various materials that are transparent in specified spectral ranges, have different refractive indices and include semitransparent and opaque mirror surfaces for the corresponding spectral ranges.

Двенадцатый вариант МФП (фиг. 18а-з) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The twelfth version of the MFP (Fig. 18 a- h) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetector submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end to each other on carrier plate,

краевые, чувствительные в ИК или ТГц диапазонах микроболометрические элементы выполнены так, что части микроболометрических элементов перекрывают области повреждения полупроводниковых материалов на стыкуемых краях смежных субмодулей, а в некоторых случаях и области зазоров между субмодулями, устраняя тем самым "слепую зону".Edge microbolometric elements sensitive in IR or THz ranges are made so that parts of microbolometric elements overlap areas of damage to semiconductor materials at abutting edges of adjacent submodules, and in some cases also areas of gaps between submodules, thereby eliminating the "blind zone".

Тринадцатый вариант МФП (фиг. 19) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The thirteenth version of the MFP (Fig. 19) of ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetecting submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed end-to-end on the carrier plate ,

краевые микроболометрические элементы с антеннами, чувствительными в ТГц диапазоне, выполнены так, что части антенн, несимметричные относительно микроболометрических элементов, перекрывают области повреждения полупроводниковых материалов на стыкуемых краях смежных субмодулей, устраняя тем самым "слепую зону".Edge microbolometric elements with antennas sensitive in the THz range are made so that parts of the antennas that are asymmetric with respect to the microbolometric elements overlap areas of damage to semiconductor materials at the abutting edges of adjacent submodules, thereby eliminating the "blind zone".

Четырнадцатый вариант МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений (по первому варианту конструкции) состоит из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞, (n≠m при n=1 или при m=1), фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе,The fourteenth version of an ultrahigh-dimensional FPM with the limiting efficiency of image conversion (according to the first version of the design) consists of a matrix of n × m photodetecting submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... ∞, m = 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞, (n ≠ m at n = 1 or at m = 1), the photodetector submodules are installed butt-to-side to each other on the carrier plate,

в качестве ЧЭ применены индивидуальные антенные конструкции, диаграмма направленности и коэффициент передачи которых в заданном диапазоне оптимизированы посредством выравнивания чувствительности к излучению краевых элементов и элементов, расположенных внутри приемной матрицы субмодулей.As SE, individual antenna structures are used, the radiation pattern and transmission coefficient of which in a given range are optimized by equalizing the sensitivity to radiation of edge elements and elements located inside the receiving matrix of submodules.

Достижение технического результата в вариантах способа изготовления МФП базируется на установке, позиционировании и фиксации кристаллов субмодулей стык встык друг к другу непосредственно на единственной теплопроводящей пластине-носителе с минимальными (не более 2 мкм) зазорами или без зазоров между смежными кристаллами субмодулей (фиг. 26), на оригинальном прецизионном формировании граней кристаллов субмодулей с обеспечением предельно минимальных (5-8 мкм) областей повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях кристаллов, на формировании отверстий в пластине-носителе в местах предполагаемого размещения кристаллов субмодулей, количество отверстий на один субмодуль определяется в каждом случае индивидуально расчетно-экспериментальным путем, на применении вакуумного захвата, вакуумной линии и вакуумного насоса для фиксации кристаллов субмодулей в процессе изготовления МФП, на применении опорной планки в виде прямоугольной рамки, при необходимости с дополнительными вкладышами и/или с ограничителями выравнивания кристаллов субмодулей по высоте, на дополнительном исследовании работоспособности кристаллов и разбраковке по параметрам субмодулей, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов, по результатам которых выполняют замену субмодулей, забракованных и вышедших из строя в процессе изготовления МФП, и на применении полуавтоматического микроманипулятора и/или автоматического микроманипулятора-робота.Achievement of the technical result in the variants of the method of manufacturing the MFP is based on the installation, positioning and fixation of the crystals of the submodules butt-to-end to each other directly on a single heat-conducting plate-carrier with minimum (no more than 2 μm) gaps or without gaps between adjacent crystals of submodules (Fig. 26) , on the original precision formation of the crystal faces of submodules with the provision of extremely minimal (5-8 μm) areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of the crystals, on the formation of holes in the carrier plate in the places of the proposed placement of the crystals of submodules, the number of holes per submodule is determined in each case individually by calculation and experiment, using a vacuum gripper, a vacuum line and a vacuum pump for fixing the crystals of submodules in the process of manufacturing MFP, using a support bar in the form of a rectangular frame, if necessary with additional inserts and / or with limiters for aligning the crystals of submodules in height, on an additional study of the performance of crystals and grading according to the parameters of submodules, including the roughness of the edges and thickness of the crystals, according to the results of which the replacement of submodules, rejected and out of order during the manufacturing process MFP, and on the use of a semi-automatic micromanipulator and / or an automatic micromanipulator-robot.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ БАЗА ИЗОБРЕТЕНИЯEXPERIMENTAL BASIS OF THE INVENTION

Вышеизложенные результаты получены при инициативном поисковом исследовании влияния лазерного излучения и режимов лазера на разные полупроводниковые материалы и многослойные микроструктуры при скрайбировании и формировании краев кристаллов на различных оригинальных экспериментальных установках, а также при исследовании технологических принципов создания прототипов высокой и сверхвысокой размерности, прецизионной микросборки гибридных ИС, способов выполнения и режимов технологической операции прецизионного скрайбирования и формирования краев кристаллов, прецизионной микросборки кристаллов субмодулей высокой и сверхвысокой размерности на экспериментальных и промышленных автоматизированных установках [Клименко А.Г., Новоселов А.Р., Недосекша Т.Н., Карнаева Н.В., Марчишин И.В., Овсюк В.Н, Есаев Д.Е. Технология сборки крупноформатных инфракрасных фотоприемных модулей на индиевых микростолбах // Оптический журнал. 2009. Том. 76, №12. С. 63-68; Новоселов А.Р. Разработка высокоэффективных мозаичных фотоприемников на основе линеек фоточувствительных элементов // Автометрия. 2010. Т. 46, №6. С.106-115; Клименко А.Г., Козлов А.И., Новоселов А.Р., Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Марчишин И. В., Овсюк В.Н Преобразование изображений в мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемниках инфракрасного и терагерцового диапазонов форматом до 3072×576 и более // Оптический журнал. 2014. Т. 81, №3. С.35-43; Клименко А.Г., Козлов А.И., Новоселов А.Р., Демьяненко М.А., Есаев Д.Г., Марчишин И.В., Овсюк В.Н. Разработка мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемников инфракрасного и терагерцового спектральных диапазонов форматом до 3072×576 и более // Успехи прикладной физики. 2014. 2, №2. С.123-130; Козлов А.И., Новоселов А.Р., Демьяненко М.А., Овсюк В.Н. О мозаичных неохлаждаемых микроболометрических приемниках инфракрасного и терагерцового диапазонов // Автометрия. 2016. Т. 52, №2. С.115-121; Новоселов А.Р. Способ уменьшения зазора между чипами в мозаичных фотоприемных модулях // Автометрия. 2016. Т. 52, №1. С.116-121; Козлов А.И., Новоселов А.Р., Демьяненко М.А., Овсюк В.Н. Повышение эффективности преобразования изображений в мозаичных микроболометрических приемниках // Оптический журнал. 2018. Т. 85, №2. С.60-66] (фиг. 25).The above results were obtained in a proactive search study of the effect of laser radiation and laser modes on various semiconductor materials and multilayer microstructures during scribing and crystal edge formation on various original experimental installations, as well as in the study of technological principles for creating prototypes of high and ultra-high dimension, precision microassembly of hybrid ICs. methods of performing and modes of technological operation of precision scribing and forming the edges of crystals, precision microassembly of crystals of submodules of high and ultrahigh dimension on experimental and industrial automated installations [Klimenko A.G., Novoselov A.R., Nedoseksha T.N., Karnaeva N.V. ., Marchishin I.V., Ovsyuk V.N., Esaev D.E. Assembly technology of large-format infrared photodetector modules on indium micropillars // Optical journal. 2009. Vol. 76, no. 12. S. 63-68; Novoselov A.R. Development of highly efficient mosaic photodetectors based on photosensitive element lines // Avtometriya. 2010. T. 46, No. 6. S.106-115; Klimenko A.G., Kozlov A.I., Novoselov A.R., Demyanenko M.A., Esaev D.G., Marchishin I.V., Ovsyuk V.N.Image conversion in mosaic uncooled microbolometric infrared and terahertz receivers ranges up to 3072 × 576 and more // Optical Journal. 2014. T. 81, No. 3. S. 35-43; Klimenko A.G., Kozlov A.I., Novoselov A.R., Demyanenko M.A., Esaev D.G., Marchishin I.V., Ovsyuk V.N. Development of mosaic uncooled microbolometric receivers for infrared and terahertz spectral ranges up to 3072 × 576 and more // Uspekhi prikladnoi fiziki. 2014.2, no. 2. Pp. 123-130; Kozlov A.I., Novoselov A.R., Demyanenko M.A., Ovsyuk V.N. About mosaic uncooled microbolometric receivers of infrared and terahertz ranges // Avtometriya. 2016.Vol. 52, No. 2. S. 115-121; Novoselov A.R. Method of reducing the gap between chips in mosaic photodetector modules // Avtometriya. 2016.Vol. 52, No. 1. S. 116-121; Kozlov A.I., Novoselov A.R., Demyanenko M.A., Ovsyuk V.N. Improving the efficiency of image conversion in mosaic microbolometric receivers // Optical journal. 2018.Vol. 85, No. 2. P. 60-66] (Fig. 25).

Достигнутый технологический уровень операции формирования стыкуемых краев кристаллов лазерным излучением представлен на фиг. 27-29. Лазерное формирование краев кристаллов осуществляют в многопроходном режиме (скорость 120 мкм/сек), с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности. При таком способе формирования стенка канавки со стороны кристалла имеет минимальное отклонение от нормали к поверхности, на планарной стороне кристалла расплав материала отсутствует (фиг. 27). Для уменьшения ширины области повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов необходимо ограничить пятно излучения двумя областями: центральной областью, в которой плотности энергии излучения достаточно для перехода материала в газообразное состояние, и областью, в которой плотность энергии выше порога плавления. Для этого на поверхность фотоприемника наносят непрозрачный на заданной длине волны защитный слой фоторезиста (фиг. 28). Разработанный метод формирования краев кристаллов с выбранным способом откола края кристалла обеспечивает ровную, перпендикулярную планарной стороне боковую поверхность кристалла субмодуля и позволяет совмещать смежные субмодули без зазоров или с минимальными зазорами (фиг. 26б); шероховатость края кристалла составляет около 1 мкм или менее. Зависимости изменения тока р-n переходов в КМ от расстояния до края канавки скрайбирования, изображенные на фиг. 29, подтверждают полученные теоретические и экспериментальные данные.The achieved technological level of the operation of forming abutting edges of crystals by laser radiation is shown in Fig. 27-29. Laser formation of crystal edges is carried out in a multi-pass mode (speed 120 μm / sec), with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the surface normal. With this method of formation, the wall of the groove on the side of the crystal has a minimum deviation from the normal to the surface; there is no material melt on the planar side of the crystal (Fig. 27). To reduce the width of the damage area for multilayer microstructures and semiconductor materials, it is necessary to limit the radiation spot to two areas: a central area in which the radiation energy density is sufficient for the material to go into a gaseous state, and an area in which the energy density is above the melting threshold. For this purpose, a protective layer of photoresist, opaque at a given wavelength, is applied to the surface of the photodetector (Fig. 28). The developed method of forming the edges of crystals with the selected method of splitting the edge of the crystal provides a flat, perpendicular to the planar side, the lateral surface of the crystal of the submodule and allows you to combine adjacent submodules without gaps or with minimal gaps (Fig. 26b); the crystal edge roughness is about 1 μm or less. The dependences of the change in the current of the pn junctions in the CM on the distance to the edge of the scribing groove, shown in Fig. 29, confirm the obtained theoretical and experimental data.

ПРИНЦИП РАБОТЫ МФП СВЕРХВЫСОКОЙ РАЗМЕРНОСТИ С ПРЕДЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙOPERATING PRINCIPLE OF SUPER-HIGH DIMENSIONAL MFP WITH ULTIMATE IMAGE CONVERSION EFFICIENCY

Изображение визуализируемой сцены фокусируют на фокальную поверхность расположения ФЧЭ матриц МФП. Бескорпусные гибридные субмодули, состоящие из кристаллов матриц ФЧЭ и кристаллов КМ, или бескорпусные монолитные субмодули в виде кристаллов КМ с размещенными на них в специально отведенных местах ФЧЭ, располагают на единственную пластину-носитель без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между смежными кристаллами. Матрицы ФЧЭ субмодулей могут быть прямоугольными или квадратными, состоять из одного, двух, трех, четырех (например, в виде массива 2×2) и более элементов, что определяется требуемым пространственным разрешением МФП (фиг. 20б, фиг. 24, фиг. 25, фиг. 30, фиг. 32).The image of the visualized scene is focused on the focal surface of the PSE of the MPP matrices. Unpackaged hybrid submodules consisting of crystals of PSE matrices and CM crystals, or unpackaged monolithic submodules in the form of CM crystals with PSEs placed on them in specially designated places, are placed on a single carrier plate without gaps or with minimal (no more than 2 μm) gaps between adjacent crystals. The PSE matrices of submodules can be rectangular or square, consist of one, two, three, four (for example, in the form of a 2 × 2 array) or more elements, which is determined by the required spatial resolution of the MFP (Fig.20b, Fig. 24, Fig. 25 , fig. 30, fig. 32).

МФП по шестому и/или седьмому вариантам состоят из различных комбинаций субмодулей, фоточувствительных в разных (УФ, видимом, ИК, ТГц и/или др.) спектральных диапазонах и выполненных на основе приборов с зарядовой связью, кремниевых фотодиодов, KPT-фотодиодов, МСКЯ-фотодетекторов, детекторов на основе сверхрешеток или микроболометров, в зависимости от задачи, решаемой тепловизионным прибором, в который входит данный МФП. МФП по седьмому варианту, например представленный на фиг.15, обладает комбинированной спектральной характеристикой чувствительности за счет использования разных типов кристаллов субмодулей на основе микроболометров, работающих одновременно в разных спектральных диапазонах: ИК и ТГц.MFP according to the sixth and / or seventh options consist of various combinations of submodules, photosensitive in different (UV, visible, IR, THz, etc.) spectral ranges and made on the basis of CCD devices, silicon photodiodes, KPT photodiodes, MSQW - photodetectors, detectors based on superlattices or microbolometers, depending on the task solved by the thermal imaging device, which includes this MFP. The MFP according to the seventh embodiment, for example, shown in Fig. 15, has a combined spectral response characteristic due to the use of different types of crystals of submodules based on microbolometers, operating simultaneously in different spectral ranges: IR and THz.

Разделение падающего на матрицы ФЧЭ потока излучения или фотонов осуществляют в заданных спектральных диапазонах светоделителями. В некоторых случаях оптическую систему не применяют. Каждый субмодуль работает в своем заданном диапазоне. Длинноволновую границу фоточувствительности, например, в ИК спектральном диапазоне обеспечивают конструкцией ФЧЭ, а коротковолновую границу фоточувствительности - "отрезающим" оптическим фильтром. КМ субмодулей обеспечивают параллельное считывание и обработку сигналов матриц ФЧЭ заданных спектральных диапазонов. Последующую обработку и совмещение изображений в разных спектральных диапазонах от отдельных субмодулей осуществляют сигнальным видеопроцессором.The separation of the radiation flux or photons incident on the PSE matrix is carried out in the specified spectral ranges by beam splitters. In some cases, the optical system is not used. Each submodule operates within its assigned range. The long-wavelength photosensitivity limit, for example, in the IR spectral range is provided by the PSE design, and the short-wavelength photosensitivity limit is provided by a "cut-off" optical filter. CM submodules provide parallel reading and processing of signals from PSE matrices of specified spectral ranges. Subsequent processing and alignment of images in different spectral ranges from individual submodules is carried out by a signal video processor.

ПРИМЕРЫ ПРЕДЛАГАЕМЫХ ВАРИАНТОВ СПОСОБА СОЗДАНИЯ МФП СВЕРХВЫСОКОЙ РАЗМЕРНОСТИ С ПРЕДЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙEXAMPLES OF THE PROPOSED OPTIONS OF A METHOD FOR CREATING A MFP OF SUPER HIGH DIMENSION WITH THE ULTIMATE EFFICIENCY OF IMAGE CONVERSION

В качестве сведений, подтверждающих возможность осуществления вариантов способа изготовления МФП сверхвысокой размерности с достижением указанного технического результата, приводим нижеследующие примеры реализации.As information confirming the possibility of implementing variants of the method for manufacturing an ultrahigh-dimensional MFP with the achievement of the specified technical result, we give the following examples of implementation.

Пример 1Example 1

Рассмотрим пример изготовления МФП форматом 1152×576 элементов из бескорпусных субмодулей размерностью 384×288 элементов (фиг. 30-31). Изготовление МФП на основе матрицы 3×2 субмодуля осуществляют с применением реперных знаков; минимальный зазор по координатам "X" и "Y" между кристаллами смежных субмодулей отсутствует или не превышает 2 мкм.Consider an example of manufacturing a MFP with a format of 1152 × 576 elements from open-frame submodules with a dimension of 384 × 288 elements (Figs. 30-31). The production of a MFP based on a 3 × 2 submodule matrix is carried out using fiducial marks; the minimum gap along the "X" and "Y" coordinates between the crystals of adjacent submodules is absent or does not exceed 2 microns.

Подготовительный этап (фиг. 31а):Preparatory stage (Fig. 31 a ):

Изготавливают пластину-носитель (поз. 33) соответствующих размеров, изготавливают кристаллы и субмодули соответствующих форматов, в процессе изготовления на кристаллах субмодулей создают топологические реперные знаки. Исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов. Изготавливают опорные планки (поз. 51), длиной не менее суммарной длины трех стыкуемых смежных субмодулей, и высотой больше высоты кристалла субмодуля (~ 10 мкм), изготавливают носители внешних реперных знаков (поз. 52), изготавливают внешние реперные знаки. При необходимости применяют по два носителя внешних реперных знаков на один субмодуль.A carrier plate (pos. 33) of appropriate dimensions is made, crystals and submodules of appropriate formats are made, and topological reference marks are created on the crystals of submodules during the manufacturing process. The operability is examined and the submodules are sorted according to the parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals. Support strips (item 51) are made, the length is not less than the total length of three abutting adjacent submodules, and the height is greater than the height of the submodule crystal (~ 10 μm), carriers of external reference marks are made (item 52), external reference marks are made. If necessary, use two carriers of external fiducial marks per submodule.

С фронтальной стороны кристаллов формируют лазерным излучением стыкуемые края всех признанных годными и необходимых для микросборки МФП кристаллов субмодулей. Дополнительное прецизионное формирование краев кристаллов субмодулей выполняют следующим образом: на фронтальную поверхность кристалла субмодуля, наносят защитный слой фоторезиста, затем формируют края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла, откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл, дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления (испарения) лазерным излучением наклонной части и выступа на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла, после этого выполняют технологическую операцию снятия слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла.On the front side of the crystals, the abutting edges of all submodules recognized as suitable and necessary for micro-assembly of the MFP crystals are formed by laser radiation. Additional precision formation of the edges of the crystals of the submodules is performed as follows: a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule, then the edges of the crystal are formed by laser radiation with a given wavelength in a multi-pass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed, the edge of the crystal is split off with the use of a wedge shifted under the crystal, the abutting edges of the crystal are additionally formed by repeated removal (evaporation) of the inclined part and the protrusion on the lateral surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal by laser radiation, after which the technological operation of removing the photoresist layer from the processed crystal is performed.

В теплопроводящей пластине-носителе (поз. 33) в местах предполагаемого размещения кристаллов субмодулей формируют отверстия. Количество отверстий на один субмодуль определяют в каждом случае индивидуально. Перед установкой субмодуля на поверхность пластины-носителя (поз. 33) на место предполагаемого размещения кристалла наносят небольшое заданное количество (слои) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала. Установку и фиксацию кристаллов субмодулей осуществляют последовательно, кристалл за кристаллом, стык встык друг к другу непосредственно на единственную теплопроводящую пластину-носитель.Holes are formed in the heat-conducting plate-carrier (pos. 33) in the places of the intended placement of the crystals of the submodules. The number of holes per submodule is determined in each case individually. Before installing the submodule on the surface of the carrier plate (pos. 33), a small predetermined amount (layers) of a vacuum heat-conducting retaining material is applied to the place of the intended placement of the crystal. The installation and fixation of the crystals of the submodules is carried out sequentially, crystal by crystal, butt to each other directly on a single heat-conducting plate-carrier.

Этап 1 (фиг. 31а):Stage 1 (fig. 31 a ):

Параллельно верхнему краю пластины-носителя (поз. 33) устанавливают опорную планку (поз. 51). К первому отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе (поз. 33), соответствующему месту предполагаемого размещения первого субмодуля, снизу подводят вакуумную линию. С помощью микроманипуляторов захватывают и устанавливают первый субмодуль на место предполагаемого размещения на пластине-носителе (поз. 33). Позиционирование первого и последующих субмодулей на поверхности пластины-носителя (поз. 33) проводят с помощью микроманипуляторов и с применением микроскопа и/или видеокамеры до совпадения топологических реперных знаков на устанавливаемом субмодуле с внешними реперными знаками на носителе реперных знаков (поз. 52). Здесь и далее при необходимости применяют ограничители выравнивания кристаллов субмодулей по высоте (по "Z"). Слой вакуумного теплопроводящего удерживающего материала под кристаллом обеспечивает плавное передвижение субмодулей по поверхности пластины-носителя (поз. 33) для окончательного позиционирования. Затем вакуумную линию подключают к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под устанавливаемым первым кристаллом на пластине-носителе (поз. 33), при этом первый субмодуль придерживают на месте с помощью микроманипуляторов.Parallel to the top edge of the carrier plate (key 33), install the support bar (key 51). A vacuum line is brought from below to the first hole (group of holes) in the carrier plate (pos. 33), corresponding to the place of the proposed placement of the first submodule. With the help of micromanipulators, the first submodule is captured and installed in the place of the intended placement on the carrier plate (pos. 33). The positioning of the first and subsequent submodules on the surface of the carrier plate (pos. 33) is carried out using micromanipulators and using a microscope and / or video camera until the topological reference marks on the installed submodule coincide with external reference marks on the carrier of reference marks (position 52). Hereinafter, if necessary, limiters for aligning the crystals of submodules in height (along "Z") are used. A layer of vacuum heat-conducting retaining material under the crystal ensures smooth movement of the submodules over the surface of the carrier plate (item 33) for final positioning. Then the vacuum line is connected to a vacuum pump for a while to polymerize / solidify the layers of the holding material under the first crystal to be installed on the carrier plate (item 33), while the first submodule is held in place using micromanipulators.

Рассмотрим подробнее позиционирование субмодулей на поверхности пластины-носителя (поз. 33), которое проводят с помощью микроманипуляторов. Ориентацию субмодулей при позиционировании можно осуществлять тремя методами. Во-первых, ориентацию субмодулей при позиционировании можно осуществить с применением микроскопа и/или видеокамеры до совпадения топологических реперных знаков на устанавливаемом субмодуле с внешними реперными знаками на индивидуальном для каждого субмодуля носителе реперных знаков (поз. 52). Индивидуальные носители реперных знаков (поз. 52), например, для первой строки субмодулей, могут быть закреплены на одной опорной планке (поз. 51), как показано на фиг. 21а, либо на кристаллах предыдущей строки субмодулей, как показано на фиг. 21б. Во-вторых, ориентацию субмодулей при позиционировании можно осуществить с применением микроскопа и/или видеокамеры до совпадения топологических реперных знаков на устанавливаемом субмодуле с внешними реперными знаками на едином для всей строки субмодулей носителе реперных знаков (поз. 52). Единый для всей строки субмодулей носитель реперных знаков (поз. 52) может быть закреплен на двух опорных планках (поз. 51), как показано на фиг. 22. В-третьих, ориентацию субмодулей при позиционировании можно осуществить с применением системы технического зрения, выполненной на основе видеокамеры и обеспечивающей совмещение соответствующих реперных знаков (поз. 54-55) кристаллов смежных строк субмодулей (фиг. 23).Let us consider in more detail the positioning of the submodules on the surface of the carrier plate (pos. 33), which is carried out using micromanipulators. The orientation of the submodules during positioning can be done in three ways. First, the orientation of the submodules during positioning can be carried out using a microscope and / or a video camera until the topological fiducial marks on the installed submodule coincide with external fiducial marks on an individual fiducial mark carrier for each submodule (pos. 52). Individual carriers of fiducial marks (item 52), for example, for the first row of submodules, can be fixed on one support bar (item 51), as shown in FIG. 21 a, or on the previous line crystals submodules as shown in FIG. 21b. Second, the orientation of the submodules during positioning can be carried out using a microscope and / or a video camera until the topological fiducial marks on the installed submodule coincide with external fiducial marks on a carrier of fiducial marks that is common for the entire row of submodules (pos. 52). The carrier of fiducial marks, which is uniform for the entire row of submodules (pos. 52), can be fixed on two support strips (pos. 51), as shown in FIG. 22. Third, the orientation of the submodules during positioning can be carried out using a vision system made on the basis of a video camera and providing the alignment of the corresponding fiducial marks (pos. 54-55) of crystals of adjacent rows of submodules (Fig. 23).

Этап 2 (фиг. 31б):Stage 2 (fig.31b):

Ко второму отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе (поз. 33), соответствующему месту предполагаемого размещения второго субмодуля снизу подводят вакуумную линию. Устанавливают второй субмодуль на заданное место пластины-носителя (поз. 33). Захват второго субмодуля, прецизионную близкую стыковку второго субмодуля с закрепленным первым субмодулем, перемещение второго субмодуля по поверхности пластины-носителя (поз. 33) выполняют с помощью микроманипуляторов до совпадения топологических реперных знаков на устанавливаемом втором субмодуле с внешними реперными знаками на носителе реперных знаков (поз. 52). Затем вакуумную линию подключают к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под устанавливаемым вторым субмодулем на пластине-носителе (поз. 33).A vacuum line is brought to the second hole (group of holes) in the carrier plate (pos. 33), corresponding to the place of the proposed location of the second submodule. The second submodule is installed on the specified place of the carrier plate (pos. 33). The capture of the second submodule, precision close docking of the second submodule with the fixed first submodule, the movement of the second submodule along the surface of the carrier plate (pos. 33) is performed using micromanipulators until the topological fiducial marks on the second submodule to be installed coincide with the external fiducial marks on the carrier of fiducial marks (pos. . 52). Then the vacuum line is connected to a vacuum pump for a while for the polymerization / solidification of the layers of the retaining material under the second submodule installed on the carrier plate (item 33).

Этап 3 (фиг. 31в):Stage 3 (fig.31c):

К третьему отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе (поз. 33), соответствующему месту предполагаемого размещения третьего субмодуля снизу подводят вакуумную линию. Захват, установку, перемещение третьего субмодуля с учетом ориентации по краю кристалла уже установленного второго субмодуля выполняют с помощью микроманипуляторов до совпадения соответствующих внешних реперных знаков на носителе реперных знаков (поз. 52) с топологическими реперными знаками на устанавливаемом третьем субмодуле, затем вакуумную линию подключают к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под устанавливаемым третьим субмодулем на пластине-носителе (поз. 33).A vacuum line is brought to the third hole (group of holes) in the carrier plate (pos. 33), corresponding to the place of the proposed placement of the third submodule. The capture, installation, movement of the third submodule, taking into account the orientation along the edge of the crystal of the already installed second submodule, is performed using micromanipulators until the corresponding external fiducial marks on the fiducial mark carrier (item 52) match with the topological fiducial marks on the third submodule being installed, then the vacuum line is connected to a vacuum pump for a while to polymerize / harden the layers of the retaining material under the third submodule to be installed on the carrier plate (pos. 33).

Этап 4 (фиг. 31г):Stage 4 (Fig.31d):

Параллельно левому краю пластины-носителя (поз. 33) устанавливают вторую опорную планку (поз. 51). Четвертый субмодуль устанавливают и перемещают до совпадения соответствующих реперных знаков с помощью микроманипуляторов, и затем удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала с помощью микроманипуляторов и вакуума аналогично тому, как это выполнено для первого, второго и третьего субмодулей.Parallel to the left edge of the carrier plate (key 33), install a second support bar (key 51). The fourth submodule is installed and moved until the corresponding fiducial marks coincide with the micromanipulators, and then held in place until the layers of the retaining material are polymerized / solidified with the micromanipulators and vacuum in the same way as for the first, second and third submodules.

Этап 5 (фиг. 31д):Stage 5 (Fig.31e):

Параллельно нижнему краю пластины-носителя (поз. 33) устанавливают третью опорную планку (поз. 51). Пятый субмодуль устанавливают и перемещают до совпадения соответствующих реперных знаков с помощью микроманипуляторов, и затем удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала с помощью микроманипуляторов и вакуума способом, описанным выше.Parallel to the bottom edge of the carrier plate (key 33), install a third support bar (key 51). The fifth submodule is installed and moved until the corresponding fiducial marks coincide with the micromanipulators, and then held in place until the layers of the retention material are polymerized / solidified using the micromanipulators and vacuum in the manner described above.

Этап 6 (фиг. 31е):Stage 6 (Fig.31e):

Шестой субмодуль устанавливают и перемещают до совпадения соответствующих реперных знаков с помощью микроманипуляторов, и затем удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала с помощью микроманипуляторов и вакуума способом, описанным выше.The sixth submodule is installed and moved until the corresponding fiducial marks coincide with the micromanipulators, and then held in place until the layers of the retention material are polymerized / solidified using the micromanipulators and vacuum in the manner described above.

В процессе изготовления МФП на пластине-носителе осуществляют дополнительное исследование работоспособности кристаллов субмодулей и разбраковку по параметрам, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов, по результатам которых выполняют замену субмодулей, забракованных и вышедших из строя посредством удаления забракованных субмодулей и установки на их место заведомо годных субмодулей способом, описанным выше.In the process of manufacturing the MFP on the carrier plate, an additional study of the performance of the crystals of the submodules is carried out and the grading is carried out according to parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals, according to the results of which the replacement of submodules, rejected and failed by removing the rejected submodules and installing them in their place, is performed. of known acceptable submodules in the manner described above.

На фиг. 32 представлен МФП размерностью 1152×576 в виде матрицы размером 3×2 субмодуля форматом 384×288, с указанием мест размещения "слепой зоны" и ее технологической части, с вариантом расположения ИК изображения на матрицах ФЧЭ субмодулей и с последующей электронной сборкой результирующего теплового изображения в видеопроцессоре в ОЗУ с произвольной адресацией.FIG. 32 shows a MFP with dimensions of 1152 × 576 in the form of a matrix of 3 × 2 submodules with a format of 384 × 288, indicating the locations of the "blind zone" and its technological part, with a variant of the location of the IR image on the PSE matrices of submodules and with subsequent electronic assembly of the resulting thermal image in a video processor in random-address RAM.

МФП форматом 1152×576 работает следующим образом (фиг. 32). На матрицы ФЧЭ субмодулей с помощью оптической системы проецируют входное изображение визуализируемой сцены. В каждом субмодуле в ФЧЭ происходит преобразование падающего излучения в электрические сигналы, которые обрабатывают и считывают с применением КМ. Выходные сигналы КМ субмодулей передают в видеопроцессор, в котором в ОЗУ с произвольной адресацией производят электронную сборку результирующего теплового изображения. Полученное тепловое изображение может быть выведено на монитор для визуализации.MFP format 1152 × 576 works as follows (Fig. 32). The input image of the rendered scene is projected onto the PSE matrix of the submodules using an optical system. In each submodule in the PSE, the incident radiation is converted into electrical signals, which are processed and read using CM. The output signals of the CM of the submodules are transmitted to the video processor, in which electronic assembly of the resulting thermal image is carried out in randomly addressed RAM. The resulting thermal image can be displayed on a monitor for visualization.

Пример 2Example 2

Рассмотрим пример изготовления МФП размерностью 1152×864 элементов на основе бескорпусных субмодулей форматом 384×288 ФЧЭ (фиг. 33). Изготовление МФП на основе матрицы 3×3 субмодуля осуществляют с применением реперных знаков; минимальный зазор по координатам "X" и "Y" между кристаллами смежных субмодулей отсутствует или не превышает 2 мкм.Let us consider an example of manufacturing a MFP with a dimension of 1152 × 864 elements based on unpackaged submodules with a format of 384 × 288 PSEs (Fig. 33). Manufacturing of MFP based on a matrix of 3 × 3 submodules is carried out using fiducial marks; the minimum gap along the "X" and "Y" coordinates between the crystals of adjacent submodules is absent or does not exceed 2 microns.

Подготовительный этап (фиг. 33а):Preparatory stage (fig. 33 a ):

Изготавливают пластину-носитель (поз. 33) соответствующих размеров, изготавливают кристаллы и субмодули соответствующих форматов, в процессе изготовления на кристаллах субмодулей создают топологические реперные знаки; реперные знаки в случае, приведенном на фиг. 30, интегрированы в кристалл матрицы ФЧЭ. Исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов. Изготавливают опорные планки (поз. 51), длиной не менее суммарной длины трех стыкуемых смежных субмодулей, и высотой больше высоты кристалла субмодуля (~10 мкм), изготавливают носители внешних реперных знаков (поз. 52), изготавливают внешние реперные знаки. При необходимости применяют по два носителя внешних реперных знаков на один субмодуль.A carrier plate (pos. 33) of appropriate dimensions is made, crystals and submodules of appropriate formats are made, topological reference marks are created on the crystals of submodules during the manufacturing process; fiducial marks in the case of FIG. 30 are integrated into the crystal of the PSE matrix. The operability is examined and the submodules are sorted according to the parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals. Support strips (item 51) are made, the length is not less than the total length of three abutting adjacent submodules, and the height is greater than the height of the submodule crystal (~ 10 μm), carriers of external reference marks are made (item 52), external reference marks are made. If necessary, use two carriers of external fiducial marks per submodule.

С фронтальной стороны кристаллов формируют лазерным излучением стыкуемые края всех признанных годными и необходимых для микросборки МФП кристаллов субмодулей. Дополнительное прецизионное формирование краев кристаллов субмодулей выполняют следующим образом: на фронтальную поверхность кристалла субмодуля, наносят защитный слой фоторезиста, затем формируют края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла, откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл, дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления лазерным излучением наклонной части и выступа на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла, после этого выполняют технологическую операцию снятия слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла.On the front side of the crystals, the abutting edges of all submodules recognized as suitable and necessary for micro-assembly of the MFP crystals are formed by laser radiation. Additional precision formation of the edges of the crystals of the submodules is performed as follows: a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule, then the edges of the crystal are formed by laser radiation with a given wavelength in a multi-pass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed, the edge of the crystal is split off with the use of a wedge shifted under the crystal, the abutting edges of the crystal are additionally formed by repeated removal of the inclined part and the protrusion on the lateral surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal with laser radiation;

В теплопроводящей пластине-носителе (поз. 33) в местах предполагаемого размещения кристаллов субмодулей формируют отверстия. Перед установкой субмодуля на поверхность пластины-носителя (поз. 33) на место установки кристалла наносят небольшое заданное количество (слои) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала. Установку и фиксацию кристаллов субмодулей осуществляют последовательно, кристалл за кристаллом, стык встык друг к другу непосредственно на единственную теплопроводящую пластину-носитель.Holes are formed in the heat-conducting plate-carrier (pos. 33) in the places of the intended placement of the crystals of the submodules. Before installing the submodule on the surface of the carrier plate (pos. 33), a small predetermined amount (layers) of a vacuum heat-conducting retaining material is applied to the crystal installation site. The installation and fixation of the crystals of the submodules is carried out sequentially, crystal by crystal, butt to each other directly on a single heat-conducting plate-carrier.

Этап 1 (фиг. 33а):Stage 1 (fig. 33 a ):

Параллельно верхнему краю пластины-носителя (поз. 33) устанавливают опорную планку (поз. 51). К первому отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе (поз. 33), соответствующему месту предполагаемого размещения первого субмодуля, снизу подводят вакуумную линию. С помощью микроманипуляторов захватывают и устанавливают первый субмодуль на пластину-носитель (поз. 33) на место предполагаемого размещения, выравнивают субмодуль на пластине-носителе (поз. 33) по осям "X" и "Y". Здесь и далее при необходимости применяют ограничители выравнивания кристаллов субмодулей по высоте (по "Z"). Позиционирование первого и последующих субмодулей на поверхности пластины-носителя (поз. 33) проводят с помощью микроманипуляторов и с применением микроскопа и/или видеокамеры до совпадения топологических реперных знаков на устанавливаемом субмодуле с внешними реперными знаками на носителе реперных знаков (поз. 52). Затем вакуумную линию подключают к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под устанавливаемым первым кристаллом на пластине-носителе (поз. 33).Parallel to the top edge of the carrier plate (key 33), install the support bar (key 51). A vacuum line is brought from below to the first hole (group of holes) in the carrier plate (pos. 33), corresponding to the place of the proposed placement of the first submodule. Using micromanipulators, the first submodule is gripped and installed on the carrier plate (pos. 33) in the place of the intended placement, the submodule on the carrier plate (pos. 33) is aligned along the "X" and "Y" axes. Hereinafter, if necessary, limiters for aligning the crystals of submodules in height (along "Z") are used. The positioning of the first and subsequent submodules on the surface of the carrier plate (pos. 33) is carried out using micromanipulators and using a microscope and / or video camera until the topological reference marks on the installed submodule coincide with external reference marks on the carrier of reference marks (position 52). Then the vacuum line is connected to a vacuum pump for a while to polymerize / solidify the layers of the holding material under the first crystal to be installed on the carrier plate (item 33).

Ко второму отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе (поз. 33), соответствующему месту предполагаемого размещения второго субмодуля снизу подводят вакуумную линию. Устанавливают второй субмодуль на заданное место пластины-носителя. Захват второго субмодуля, прецизионную близкую стыковку второго субмодуля с закрепленным первым субмодулем, перемещение второго субмодуля по поверхности пластины-носителя (поз. 33) выполняют с помощью микроманипуляторов до совпадения топологических реперных знаков на устанавливаемом втором субмодуле с внешними реперными знаками на носителе реперных знаков (поз. 52). Затем вакуумную линию подключают к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под устанавливаемым вторым субмодулем на пластине-носителе (поз. 33).A vacuum line is brought to the second hole (group of holes) in the carrier plate (pos. 33), corresponding to the place of the proposed location of the second submodule. The second submodule is installed on the predetermined place of the carrier plate. The capture of the second submodule, precision close docking of the second submodule with the fixed first submodule, the movement of the second submodule along the surface of the carrier plate (pos. 33) is performed using micromanipulators until the topological fiducial marks on the second submodule to be installed coincide with the external fiducial marks on the carrier of fiducial marks (pos. . 52). Then the vacuum line is connected to a vacuum pump for a while for the polymerization / solidification of the layers of the retaining material under the second submodule installed on the carrier plate (item 33).

К третьему отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе (поз. 33), соответствующему месту предполагаемого размещения третьего субмодуля снизу подводят вакуумную линию. Захват, установку, перемещение третьего субмодуля с учетом ориентации по краю кристалла уже установленного второго субмодуля выполняют с помощью микроманипуляторов до совпадения соответствующих внешних реперных знаков на носителе реперных знаков (поз. 52) с топологическими реперными знаками на устанавливаемом третьем субмодуле, затем вакуумную линию подключают к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под устанавливаемым третьим субмодулем на пластине-носителе (поз. 33).A vacuum line is brought to the third hole (group of holes) in the carrier plate (pos. 33), corresponding to the place of the proposed placement of the third submodule. The capture, installation, movement of the third submodule, taking into account the orientation along the edge of the crystal of the already installed second submodule, is performed using micromanipulators until the corresponding external fiducial marks on the fiducial mark carrier (item 52) match with the topological fiducial marks on the third submodule being installed, then the vacuum line is connected to a vacuum pump for a while to polymerize / harden the layers of the retaining material under the third submodule to be installed on the carrier plate (pos. 33).

Этап 2 (фиг. 33б):Stage 2 (fig.33b):

Параллельно левому краю пластины-носителя (поз. 33) устанавливают вторую опорную планку (поз. 51). Четвертый субмодуль устанавливают и перемещают до совпадения соответствующих реперных знаков с помощью микроманипуляторов, и затем удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала с помощью микроманипуляторов и вакуума аналогично тому, как это выполнено для первого, второго и третьего субмодулей.Parallel to the left edge of the carrier plate (key 33), install a second support bar (key 51). The fourth submodule is installed and moved until the corresponding fiducial marks coincide with the micromanipulators, and then held in place until the layers of the retaining material are polymerized / solidified with the micromanipulators and vacuum in the same way as for the first, second and third submodules.

Этап 3 (фиг. 33в):Stage 3 (fig.33c):

Параллельно нижнему краю пластины-носителя (поз. 33) на ее поверхность устанавливают третью опорную планку (поз. 51). Пятый и шестой субмодули устанавливают и перемещают до совпадения соответствующих реперных знаков с помощью микроманипуляторов, и затем удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала с помощью микроманипуляторов и вакуума способом, описанным выше.Parallel to the lower edge of the carrier plate (pos. 33), a third support bar (pos. 51) is installed on its surface. The fifth and sixth submodules are installed and moved until the corresponding fiducial marks coincide with the micromanipulators, and then held in place until the layers of the retention material are polymerized / solidified using the micromanipulators and vacuum in the manner described above.

Этап 4 (фиг. 33г):Stage 4 (fig.33d):

Параллельно левому краю пластины-носителя (поз. 33) устанавливают четвертую опорную планку (поз. 51). Седьмой субмодуль устанавливают и перемещают до совпадения соответствующих реперных знаков с помощью микроманипуляторов, и затем удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала с помощью микроманипуляторов и вакуума способом, описанным выше.Parallel to the left edge of the carrier plate (key 33), install a fourth support bar (key 51). The seventh submodule is installed and moved until the corresponding fiducial marks coincide with the micromanipulators, and then held in place until the layers of the retention material are polymerized / solidified using the micromanipulators and vacuum in the manner described above.

Этап 5 (фиг. 33д):Stage 5 (fig. 33e):

Параллельно нижнему краю пластины-носителя (поз. 33) устанавливают пятую опорную планку (поз. 51). Восьмой и девятый субмодули устанавливают и перемещают до совпадения соответствующих реперных знаков с помощью микроманипуляторов, и затем удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала с помощью микроманипуляторов и вакуума способом, описанным выше.Parallel to the bottom edge of the carrier plate (key 33), install a fifth support bar (key 51). The eighth and ninth submodules are installed and moved until the corresponding fiducial marks coincide with the micromanipulators, and then held in place until the layers of the retention material are polymerized / solidified using the micromanipulators and vacuum in the manner described above.

Пример 3Example 3

Рассмотрим пример изготовления МФП размерностью 1152×864 элементов из бескорпусных субмодулей форматом 384×288 ФЧЭ с применением опорной планки (поз. 51) в виде прямоугольной рамки (фиг. 24). Изготовление МФП происходит на основе матрицы 3×3 субмодуля; минимальный зазор по координатам "X" и "Y" между кристаллами смежных субмодулей отсутствует или не превышает 2 мкм.Consider an example of manufacturing a MFP with a dimension of 1152 × 864 elements from unpackaged submodules with a 384 × 288 PSE format using a support bar (pos. 51) in the form of a rectangular frame (Fig. 24). The MFP is fabricated on the basis of a 3 × 3 submodule matrix; the minimum gap along the "X" and "Y" coordinates between the crystals of adjacent submodules is absent or does not exceed 2 microns.

Изготавливают пластину-носитель (поз. 33) соответствующих размеров, изготавливают кристаллы и субмодули соответствующих форматов, в процессе изготовления на кристаллах субмодулей создают топологические реперные знаки и дополнительные реперные знаки; реперные знаки и дополнительные реперные знаки в случае, приведенном на фиг. 24, интегрированы в кристалл матрицы ФЧЭ. Исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов. Изготавливают носители внешних реперных знаков (поз. 52), изготавливают внешние реперные знаки. При необходимости применяют по два носителя внешних реперных знаков на один субмодуль. Изготавливают опорную планку (поз. 51) в виде прямоугольной рамки, внутренние размеры которой соответствуют размерам создаваемого МФП, в пластине-носителе в местах предполагаемого размещения субмодулей создают отверстия. Перед установкой субмодуля на поверхность пластины-носителя (поз. 33) на место установки кристалла наносят небольшое заданное количество (слои) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала.A carrier plate (pos. 33) of appropriate dimensions is made, crystals and submodules of appropriate formats are made, topological reference marks and additional reference marks are created on the crystals of submodules; fiducial marks and additional fiducial marks in the case of FIG. 24 are integrated into the crystal of the PSE matrix. The operability is examined and the submodules are sorted according to the parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals. Carriers of external fiducial marks are made (pos. 52), external fiducial marks are made. If necessary, use two carriers of external fiducial marks per submodule. A support bar (item 51) is made in the form of a rectangular frame, the internal dimensions of which correspond to the dimensions of the MFP to be created, holes are created in the carrier plate at the places where the submodules are supposed to be placed. Before installing the submodule on the surface of the carrier plate (pos. 33), a small predetermined amount (layers) of a vacuum heat-conducting retaining material is applied to the crystal installation site.

С фронтальной стороны кристаллов формируют лазерным излучением стыкуемые края всех признанных годными и необходимых для микросборки МФП кристаллов субмодулей. Дополнительное прецизионное формирование краев кристаллов субмодулей выполняют следующим образом: на фронтальную поверхность кристалла субмодуля, наносят защитный слой фоторезиста, затем формируют края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла, откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл, дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления лазерным излучением наклонной части и выступа на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла, после этого выполняют снятие слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла.On the front side of the crystals, the abutting edges of all submodules recognized as suitable and necessary for micro-assembly of the MFP crystals are formed by laser radiation. Additional precision formation of the edges of the crystals of the submodules is performed as follows: a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule, then the edges of the crystal are formed by laser radiation with a given wavelength in a multi-pass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed, the edge of the crystal is split off with the use of a wedge shifted under the crystal, the abutting edges of the crystal are additionally formed by repeated removal of the inclined part and the protrusion on the side surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal with laser radiation, after which the photoresist layer is removed from the processed crystal.

Захват и установку каждого субмодуля на пластину-носитель на заданные места внутри прямоугольной рамки выполняют с помощью микроманипуляторов без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами по координатам "X" и "Y" между смежными кристаллами, при необходимости применяют ограничители выравнивания кристаллов субмодулей по высоте (по "Z"), к каждому отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе, соответствующему месту предполагаемого размещения устанавливаемого субмодуля, снизу подводят вакуумные линии, после установки всех субмодулей на заданные места пластины-носителя фиксацию субмодулей осуществляют одновременно, подключением вакуумных линий к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под установленными субмодулями на пластине-носителе (фиг. 24).The capture and installation of each submodule on the carrier plate at specified places within a rectangular frame is performed using micromanipulators without gaps or with minimal (no more than 2 microns) gaps along the "X" and "Y" coordinates between adjacent crystals, if necessary, use crystal alignment limiters submodules in height (along "Z"), to each hole (group of holes) in the carrier plate corresponding to the place of the intended location of the submodule to be installed, vacuum lines are brought from below, after installing all submodules at the given places of the carrier plate, the submodules are fixed simultaneously by connecting vacuum lines to the vacuum pump temporarily for polymerization / solidification of the layers of the retaining material under the mounted submodules on the carrier plate (Fig. 24).

Пример 4Example 4

Рассмотрим пример изготовления МФП размерностью 1152×864 элементов из бескорпусных субмодулей форматом 384×288 ФЧЭ с применением опорной планки (поз. 51) в виде прямоугольной рамки и дополнительных опорных планок-вкладышей (фиг. 25). Изготовление МФП осуществляют на основе матрицы 3×3 субмодуля; минимальный зазор по координатам "X" и "Y" между кристаллами субмодулей не превышает 2 мкм.Consider an example of manufacturing a MFP with a dimension of 1152 × 864 elements from open-frame submodules with a 384 × 288 PSE format using a support bar (pos. 51) in the form of a rectangular frame and additional support inserts (Fig. 25). The production of the MFP is carried out on the basis of a matrix of 3 × 3 submodules; the minimum gap along the "X" and "Y" coordinates between the crystals of the submodules does not exceed 2 microns.

Изготавливают пластину-носитель (поз. 33) соответствующего размера, изготавливают кристаллы и субмодули соответствующих форматов, в процессе изготовления на кристаллах субмодулей создают топологические реперные знаки и дополнительные реперные знаки; реперные знаки и дополнительные реперные знаки в случае, приведенном на фиг. 20, интегрированы в кристалл матрицы ФЧЭ. Исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов. Изготавливают носители внешних реперных знаков (поз. 52), изготавливают внешние реперные знаки. При необходимости применяют по два носителя внешних реперных знаков на один субмодуль. Изготавливают опорную планку (поз. 51) в виде прямоугольной рамки, внутренние размеры которой соответствуют размерам создаваемого МФП с учетом необходимости размещения дополнительных опорных планок-вкладышей, в пластине-носителе в местах предполагаемого размещения субмодулей создают отверстия (группы отверстий). Перед установкой субмодуля на поверхность пластины-носителя (поз. 33) на место установки кристалла наносят небольшое заданное количество (слои) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала.A carrier plate (pos. 33) of the appropriate size is made, crystals and submodules of appropriate formats are made, topological fiducial marks and additional fiducial marks are created on the crystals of submodules; fiducial marks and additional fiducial marks in the case of FIG. 20 are integrated into the crystal of the PSE matrix. The operability is examined and the submodules are sorted according to the parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals. Carriers of external fiducial marks are made (pos. 52), external fiducial marks are made. If necessary, use two carriers of external fiducial marks per submodule. A support bar (item 51) is made in the form of a rectangular frame, the internal dimensions of which correspond to the dimensions of the created MFP, taking into account the need to place additional support bars-inserts, holes (groups of holes) are created in the carrier plate in the places of the intended placement of submodules. Before installing the submodule on the surface of the carrier plate (pos. 33), a small predetermined amount (layers) of a vacuum heat-conducting retaining material is applied to the crystal installation site.

Внутри опорной планки, выполненной в виде соответствующей прямоугольной рамки, по краям с каждой стороны располагают четыре дополнительные опорные планки-вкладыши, длиной, соответствующей размерам создаваемого МФП (фиг. 25).Inside the support strip, made in the form of a corresponding rectangular frame, along the edges on each side there are four additional support strip-inserts, with a length corresponding to the dimensions of the MFP being created (Fig. 25).

С фронтальной стороны кристаллов формируют лазерным излучением стыкуемые края всех признанных годными и необходимых для микросборки МФП кристаллов субмодулей. Дополнительное прецизионное формирование краев кристаллов субмодулей выполняют следующим образом: на фронтальную поверхность кристалла субмодуля, наносят защитный слой фоторезиста, затем формируют края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла, откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл, дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления лазерным излучением наклонной части и выступа на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла, после этого выполняют снятие слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла.On the front side of the crystals, the abutting edges of all submodules recognized as suitable and necessary for micro-assembly of the MFP crystals are formed by laser radiation. Additional precision formation of the edges of the crystals of the submodules is performed as follows: a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule, then the edges of the crystal are formed by laser radiation with a given wavelength in a multi-pass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed, the edge of the crystal is split off with the use of a wedge shifted under the crystal, the abutting edges of the crystal are additionally formed by repeated removal of the inclined part and the protrusion on the side surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal with laser radiation, after which the photoresist layer is removed from the processed crystal.

Захват и установку каждого субмодуля на пластину-носитель на заданные места внутри прямоугольной рамки выполняют с помощью микроманипуляторов без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами между смежными кристаллами, при необходимости применяют ограничители выравнивания кристаллов субмодулей по высоте (по "Z"), к каждому отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе, соответствующему месту предполагаемого размещения субмодуля, снизу подводят вакуумные линии, после установки всех субмодулей на заданные места пластины-носителя фиксацию субмодулей осуществляют одновременно, подключением вакуумных линий к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под установленными субмодулями на пластине-носителе (фиг. 25).The capture and installation of each submodule on the carrier plate at specified places within a rectangular frame is performed using micromanipulators without gaps or with minimal (no more than 2 microns) gaps between adjacent crystals, if necessary, use limiters for aligning the crystals of submodules in height (along "Z") , vacuum lines are supplied from below to each hole (group of holes) in the carrier plate corresponding to the place of the proposed placement of the submodule, after installing all the submodules at the given places of the carrier plate, the submodules are fixed simultaneously by connecting vacuum lines to a vacuum pump for a while for polymerization / solidification of the layers of retaining material under the installed submodules on the carrier plate (Fig. 25).

Пример 5Example 5

Рассмотрим пример изготовления МФП размерностью 1152×864 ФЧЭ из бескорпусных субмодулей форматом 384x288 элементов с применением дополнительных реперных знаков (фиг. 21-23, 34). Изготовление МФП проводят на основе матрицы 3×3 субмодуля; минимальный зазор по координатам "X" и "Y" между кристаллами субмодулей не превышает 2 мкм.Consider an example of manufacturing a MFP with a dimension of 1152 × 864 PSE from unpackaged submodules with a format of 384x288 elements using additional reference marks (Figs. 21-23, 34). The production of the MFP is carried out on the basis of a matrix of 3 × 3 submodules; the minimum gap along the "X" and "Y" coordinates between the crystals of the submodules does not exceed 2 microns.

Подготовительный этап (фиг. 21а):Preparatory stage (fig. 21 a ):

Изготавливают пластину-носитель (поз. 33) соответствующего размера, изготавливают кристаллы и субмодули соответствующих форматов, в процессе изготовления на кристаллах субмодулей создают топологические реперные знаки и дополнительные реперные знаки; реперные знаки и дополнительные реперные знаки в случае, приведенном на фиг. 34, интегрированы в кристалл матрицы ФЧЭ. Исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов. Изготавливают опорные планки (поз. 51), длиной не менее суммарной длины трех стыкуемых смежных субмодулей, и высотой больше высоты кристалла субмодуля (~10 мкм), изготавливают носители внешних реперных знаков (поз. 52), изготавливают внешние реперные знаки. При необходимости применяют по два носителя внешних реперных знаков на один субмодуль.A carrier plate (pos. 33) of the appropriate size is made, crystals and submodules of appropriate formats are made, topological fiducial marks and additional fiducial marks are created on the crystals of submodules; fiducial marks and additional fiducial marks in the case of FIG. 34 are integrated into the crystal of the PSE matrix. The operability is examined and the submodules are sorted according to the parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals. Support strips (item 51) are made, the length is not less than the total length of three abutting adjacent submodules, and the height is greater than the height of the submodule crystal (~ 10 μm), carriers of external reference marks are made (item 52), external reference marks are made. If necessary, use two carriers of external fiducial marks per submodule.

С фронтальной стороны кристаллов формируют лазерным излучением стыкуемые края всех признанных годными и необходимых для микросборки МФП кристаллов субмодулей. Дополнительное прецизионное формирование краев кристаллов субмодулей выполняют следующим образом: на фронтальную поверхность кристалла субмодуля, наносят защитный слой фоторезиста, затем формируют края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла, откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл, дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления лазерным излучением наклонной части и выступа на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла, после этого выполняют технологическую операцию снятия слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла.On the front side of the crystals, the abutting edges of all submodules recognized as suitable and necessary for micro-assembly of the MFP crystals are formed by laser radiation. Additional precision formation of the edges of the crystals of the submodules is performed as follows: a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule, then the edges of the crystal are formed by laser radiation with a given wavelength in a multi-pass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed, the edge of the crystal is split off with the use of a wedge shifted under the crystal, the abutting edges of the crystal are additionally formed by repeated removal of the inclined part and the protrusion on the lateral surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal with laser radiation, after which the technological operation of removing the photoresist layer from the crystal being processed is performed.

В теплопроводящей пластине-носителе (поз. 33) в местах предполагаемого размещения кристаллов субмодулей формируют отверстия. Перед установкой субмодуля на поверхность пластины-носителя (поз. 33) на место установки кристалла наносят небольшое заданное количество (слои) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала. Установку и фиксацию кристаллов субмодулей осуществляют последовательно, кристалл за кристаллом, стык встык друг к другу непосредственно на единственную теплопроводящую пластину-носитель.Holes are formed in the heat-conducting plate-carrier (pos. 33) in the places of the intended placement of the crystals of the submodules. Before installing the submodule on the surface of the carrier plate (pos. 33), a small predetermined amount (layers) of a vacuum heat-conducting retaining material is applied to the crystal installation site. The installation and fixation of the crystals of the submodules is carried out sequentially, crystal by crystal, butt to each other directly on a single heat-conducting plate-carrier.

Этап 1 (фиг. 21а):Step 1 (Fig 21 a.)

Параллельно верхнему краю пластины-носителя (поз. 33) устанавливают опорную планку (поз. 51). К первому отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе (поз. 33), соответствующему месту предполагаемого размещения первого субмодуля снизу подводят вакуумную линию. С помощью микроманипуляторов захватывают и устанавливают первый субмодуль на пластину-носитель (поз. 33) на место предполагаемого размещения, выравнивают субмодуль на пластине-носителе (поз. 33) по осям "X" и "Y" с использованием опорных планок (поз. 51), носителей реперных знаков (поз. 52) и собственно реперных знаков. При необходимости применяют ограничители выравнивания кристаллов субмодулей по высоте (по "Z"). Позиционирование субмодулей на поверхности пластины-носителя (поз. 33) проводят с помощью микроманипуляторов. Ориентацию субмодулей при позиционировании можно осуществлять тремя методами (см. пример 1). После выполнения прецизионного позиционирования субмодуля вакуумную линию подключают к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под устанавливаемым первым кристаллом на пластине-носителе (поз. 33).Parallel to the top edge of the carrier plate (key 33), install the support bar (key 51). A vacuum line is brought to the first hole (group of holes) in the carrier plate (pos. 33), corresponding to the place of the proposed placement of the first submodule. Using micromanipulators, grab and install the first submodule on the carrier plate (pos. 33) in the place of the intended placement, align the submodule on the carrier plate (pos. 33) along the "X" and "Y" axes using support bars (pos. 51 ), carriers of fiducial marks (pos. 52) and fiducial marks proper. If necessary, use limiters for the alignment of the crystals of the submodules in height (along "Z"). The positioning of the submodules on the surface of the carrier plate (pos. 33) is carried out using micromanipulators. The orientation of the submodules during positioning can be done in three ways (see example 1). After precise positioning of the submodule, the vacuum line is connected to a vacuum pump for a while for polymerization / solidification of the layers of the holding material under the first crystal to be installed on the carrier plate (item 33).

Ко второму отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе (поз. 33), соответствующему месту предполагаемого размещения второго субмодуля снизу подводят вакуумную линию. Устанавливают второй субмодуль на заданное место пластины-носителя (поз. 33). Захват второго субмодуля, прецизионную близкую стыковку устанавливаемого второго субмодуля с закрепленным первым субмодулем, перемещение второго субмодуля по поверхности пластины-носителя (поз. 33) с учетом ориентации по краю кристалла уже установленного первого субмодуля выполняют с помощью микроманипуляторов до совпадения соответствующих реперных знаков. При необходимости применяют ограничители выравнивания кристаллов субмодулей по высоте (по "Z"). Затем вакуумную линию подключают к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под устанавливаемым вторым субмодулем на пластине-носителе (поз. 33).A vacuum line is brought to the second hole (group of holes) in the carrier plate (pos. 33), corresponding to the place of the proposed location of the second submodule. The second submodule is installed on the specified place of the carrier plate (pos. 33). The capture of the second submodule, precision close docking of the installed second submodule with the fixed first submodule, movement of the second submodule along the surface of the carrier plate (pos. 33), taking into account the orientation along the edge of the crystal of the already installed first submodule, are performed using micromanipulators until the corresponding reference marks coincide. If necessary, use limiters for the alignment of the crystals of the submodules in height (along "Z"). Then the vacuum line is connected to a vacuum pump for a while for the polymerization / solidification of the layers of the retaining material under the second submodule installed on the carrier plate (item 33).

К третьему отверстию (группе отверстий) в пластине-носителе (поз. 33), соответствующему месту предполагаемого размещения третьего субмодуля снизу подводят вакуумную линию. Захват, установку и перемещение устанавливаемого третьего субмодуля с учетом ориентации по краю кристалла уже установленного второго субмодуля выполняют с помощью микроманипуляторов до совпадения соответствующих реперных знаков, при необходимости применяют ограничители выравнивания кристаллов субмодулей по высоте (по "Z"), затем вакуумную линию подключают к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под устанавливаемым третьим субмодулем на пластине- носителе (поз. 33).A vacuum line is brought to the third hole (group of holes) in the carrier plate (pos. 33), corresponding to the place of the proposed placement of the third submodule. The capture, installation and movement of the third submodule to be installed, taking into account the orientation along the edge of the crystal of the already installed second submodule, is performed using micromanipulators until the corresponding reference marks coincide, if necessary, use limiters for aligning the crystals of submodules in height (along the "Z"), then the vacuum line is connected to the vacuum pump for a while to polymerize / harden the layers of retaining material under the third submodule to be installed on the carrier plate (pos. 33).

Этап 2 (фиг. 21б, 22, 23):Stage 2 (fig.21b, 22, 23):

Четвертый, пятый и шестой субмодули устанавливают и перемещают с помощью микроманипуляторов до совпадения соответствующих реперных знаков, и затем удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала с помощью микроманипуляторов и вакуума аналогично тому, как это выполнено для первого, второго и третьего субмодулей.The fourth, fifth and sixth submodules are installed and moved using micromanipulators until the corresponding fiducial marks coincide, and then held in place until polymerization / hardening of the layers of retaining material using micromanipulators and vacuum in the same way as for the first, second and third submodules.

Этап 3 (фиг. 34):Stage 3 (fig. 34):

Вариация №1 третьего этапа (вариант показан на фиг. 34)Variation No. 1 of the third stage (the variant is shown in Fig. 34)

Седьмой, восьмой и девятый субмодули устанавливают и перемещают с помощью микроманипуляторов до совпадения соответствующих реперных знаков, и затем удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала с помощью микроманипуляторов и вакуума аналогично тому, как это выполнено для четвертого, пятого и шестого субмодулей.The seventh, eighth and ninth submodules are installed and moved using micromanipulators until the corresponding fiducial marks coincide, and then held in place until polymerization / hardening of the layers of the retaining material using micromanipulators and vacuum in the same way as for the fourth, fifth and sixth submodules.

Вариация №2 третьего этапа (вариант показан на фиг. 33д)Variation No. 2 of the third stage (the variant is shown in Fig. 33e)

Параллельно нижнему краю пластины-носителя (поз. 33) устанавливают опорную планку (поз. 51) с носителями реперных знаков (поз. 52). Седьмой, восьмой и девятый субмодули устанавливают и перемещают до совпадения соответствующих реперных знаков с помощью микроманипуляторов, и затем удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала с помощью микроманипуляторов и вакуума способом, описанным выше.Parallel to the lower edge of the carrier plate (pos. 33), a support bar (pos. 51) with fiducial markers (pos. 52) is installed. The seventh, eighth and ninth submodules are installed and moved until the corresponding fiducial marks coincide with the micromanipulators, and then held in place until the layers of the retention material are polymerized / solidified using the micromanipulators and vacuum in the manner described above.

Пример 6Example 6

Полуавтоматический способ изготовления МФП (фиг. 35а-м).Semi-automatic method of manufacturing MFP (Fig. 35 a- m).

Изготавливают пластины-носители соответствующих размеров, изготавливают субмодули соответствующих форматов в виде бескорпусных монолитных или гибридных фотоприемников, в процессе изготовления на кристаллах субмодулей создают топологические реперные знаки. Исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов.Carrier plates of appropriate sizes are made, submodules of corresponding formats are made in the form of unpackaged monolithic or hybrid photodetectors, in the process of manufacturing, topological reference marks are created on the crystals of the submodules. The operability is examined and the submodules are sorted according to the parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals.

Формируют края кристаллов всех признанных годными и необходимых для микросборки субмодулей, причем при n=1, m=2 или при n=2, m=1 формирование края производят на одной грани кристаллов, при n=2, m=2 - на двух гранях кристаллов, при n=3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞ и m=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … ∞ - на двух гранях кристаллов, размещаемых в углах матрицы n×m субмодулей, на трех гранях кристаллов субмодулей, размещаемых на краях матрицы n×m субмодулей (за исключением угловых), на четырех гранях кристаллов, размещаемых внутри матрицы n×m субмодулей.The edges of the crystals of all submodules recognized as suitable and necessary for microassembly are formed, and at n = 1, m = 2 or at n = 2, m = 1, the edges are formed on one face of the crystals, at n = 2, m = 2 - on two faces crystals, at n = 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞ and m = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,… ∞ - on two faces of crystals placed in the corners of the n × m submodules, on three faces of crystals of submodules, placed on the edges of the matrix of n × m submodules (except for corner ones), on four faces of crystals, placed inside the matrix of n × m submodules.

Дополнительное прецизионное формирование краев кристаллов субмодулей выполняют следующим образом: на фронтальную поверхность кристалла субмодуля, наносят защитный слой фоторезиста, затем формируют края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла, откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл, дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления лазерным излучением наклонной части и выступа на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла, после этого выполняют технологическую операцию снятия слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла.Additional precision formation of the edges of the crystals of the submodules is performed as follows: a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule, then the edges of the crystal are formed by laser radiation with a given wavelength in a multi-pass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed, the edge of the crystal is split off with the use of a wedge displaced under the crystal, the abutting edges of the crystal are additionally formed by repeated removal of the inclined part and the protrusion on the lateral surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal with laser radiation, after which a technological operation of removing the photoresist layer from the crystal being processed is performed.

На единственной пластине-носителе (поз. 33) создают топологические реперные знаки, соответствующие месту размещения каждого субмодуля в составе МФП, на нижней подвижной (по "Z") части установки микросборки размещают и фиксируют вакуумной присоской пластину-носитель МФП, процесс изготовления МФП выполняют циклически: в рамках каждого цикла размещают и фиксируют вакуумной присоской субмодуль на верхней части установки микросборки, размещение и фиксацию субмодуля на пластине-носителе без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами по координатам "X" и "Y" между смежными кристаллами выполняют посредством подъема нижней подвижной части установки микросборки на заданную высоту, затем подвижную часть установки микросборки опускают в нижнее положение, на захвате нижней части отключают вакуум, осуществляют перемещение (по "X" и/или "Y") пластины-носителя на расстояние, равное размерам устанавливаемых субмодулей, фиксируют подачей вакуума пластину-носитель (поз. 33) на новом заданном месте, выполняют установку следующего субмодуля (фиг. 35а-м).On a single carrier plate (pos. 33), topological reference marks are created corresponding to the location of each submodule in the MFP, on the lower movable (along the "Z") part of the microassembly unit, the MFP carrier plate is placed and fixed with a vacuum suction cup, the MFP manufacturing process is performed cyclically: within each cycle, place and fix the submodule with a vacuum suction cup on the upper part of the microassembly unit, place and fix the submodule on the carrier plate without gaps or with minimum (no more than 2 μm) gaps along the "X" and "Y" coordinates between adjacent crystals is performed by lifting the lower movable part of the micro-assembly unit to a predetermined height, then the movable part of the micro-assembly unit is lowered to the lower position, the vacuum is turned off at the grip of the lower part, movement (along "X" and / or "Y") of the carrier plate is carried out at a distance equal to the dimensions of the submodules to be installed, fix the carrier plate (pos. 33) on a new preset place by applying a vacuum ste, install the next submodule (Fig. 35 a- m).

Контроль ориентации и позиционирование устанавливаемых субмодулей осуществляют с помощью системы двусторонней визуализации и совмещения на основе микроскопа и/или видеокамеры, при этом каждый раз осуществляют прецизионную близкую стыковку субмодулей с уже установленными субмодулями до тех пор, пока на пластине-носителе не будет собран МФП требуемой размерности n×m субмодулей, причем в случае m=2 первый и последний субмодуль в каждой строке устанавливают с близкой стыковкой по двум сторонам, второй и последующие субмодули (за исключением последнего) в каждой строке устанавливают с близкой стыковкой по трем сторонам, а в случае m>2 угловые субмодули устанавливают с близкой стыковкой по двум сторонам, краевые субмодули (за исключением угловых) устанавливают с близкой стыковкой по трем сторонам, субмодули, размещаемые внутри матрицы субмодулей, устанавливают с близкой стыковкой по четырем сторонам, при которой, при необходимости, предусматривают зазор между строками матрицы n×m субмодулей для размещения микрошлейфов, выполняют установку и электрическое соединение микрошлейфов с контактными площадками субмодулей и с контактными площадками пластины-носителя.The orientation control and positioning of the installed submodules is carried out using a system of bilateral visualization and alignment based on a microscope and / or a video camera, while each time precision close docking of submodules with already installed submodules is carried out until the MFP of the required dimension is assembled on the carrier plate n × m submodules, and in the case of m = 2, the first and last submodules in each row are installed with close joining on two sides, the second and subsequent submodules (except for the last) in each row are installed with close joining on three sides, and in the case of m > 2 corner submodules are installed with close docking on two sides, edge submodules (except for corner ones) are installed with close docking on three sides, submodules placed inside the matrix of submodules are installed with close docking on four sides, in which, if necessary, a gap is provided between the rows of the n × m matrix of submodules for placement of micro-loops, installation and electrical connection of micro-loops with the contact pads of the submodules and with the contact pads of the carrier plate are performed.

Фиксацию субмодулей на поверхности пластины-носителя выполняют с применением микростолбов или небольшим заданным количеством (слоями) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала под каждым субмодулем.The fixation of the submodules on the surface of the carrier plate is performed using micropillars or a small predetermined amount (layers) of vacuum heat-conducting retaining material under each submodule.

В процессе установки и фиксации субмодулей на пластине-носителе осуществляют дополнительное исследование работоспособности и разбраковку по параметрам субмодулей, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов, по результатам которых выполняют замену субмодулей, забракованных и вышедших из строя в процессе изготовления МФП посредством удаления забракованных субмодулей и установки на их место заведомо годных субмодулей способом, описанным выше.In the process of installing and fixing the submodules on the carrier plate, an additional study of the operability and sorting of the submodule parameters is carried out, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals, according to the results of which submodules are replaced, rejected and out of order during the production of the MFP by removing the rejected submodules and installing in their place obviously suitable submodules in the manner described above.

Пример 7Example 7

Автоматический способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений.An automatic method for manufacturing ultra-high-dimensional MFPs with maximum image conversion efficiency.

Изготавливают пластины-носители соответствующих размеров, изготавливают субмодули соответствующих форматов в виде бескорпусных монолитных или бескорпусных гибридных фотоприемников, в процессе изготовления на кристаллах субмодулей создают топологические реперные знаки. Исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов.Carrier plates of appropriate sizes are made, submodules of the corresponding formats are made in the form of unpackaged monolithic or unpackaged hybrid photodetectors; in the process of manufacturing, topological reference marks are created on the crystals of submodules. The operability is examined and the submodules are sorted according to the parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals.

Совмещение внешних реперных знаков на пластине-носителе (поз. 33) или на носителе внешних реперных знаков и топологических реперных знаков на устанавливаемых субмодулях, а также перемещение, установку и фиксацию субмодулей при прецизионной сборке МФП без зазоров или с минимальными (не более 2 мкм) зазорами по координатам "X" и "Y" между смежными кристаллами производят с применением автоматического микроманипулятора-робота.Alignment of external fiducial marks on a carrier plate (pos. 33) or on a carrier of external fiducial marks and topological fiducial marks on installed submodules, as well as movement, installation and fixation of submodules during precision MFP assembly without gaps or with minimal (no more than 2 microns) the gaps along the coordinates "X" and "Y" between adjacent crystals are produced using an automatic micromanipulator-robot.

Фиксацию субмодулей на поверхности пластины-носителя выполняют с применением микростолбов или небольшим заданным количеством (слоями) вакуумного теплопроводящего удерживающего материала под каждым субмодулем.The fixation of the submodules on the surface of the carrier plate is performed using micropillars or a small predetermined amount (layers) of vacuum heat-conducting retaining material under each submodule.

В процессе установки и фиксации субмодулей на пластине-носителе осуществляют дополнительное исследование работоспособности и разбраковку по параметрам субмодулей, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов, по результатам которых выполняют замену субмодулей, забракованных и вышедших из строя в процессе изготовления МФП посредством удаления забракованных субмодулей и установки на их место заведомо годных субмодулей.In the process of installing and fixing the submodules on the carrier plate, an additional study of the operability and sorting of the submodule parameters is carried out, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals, according to the results of which submodules are replaced, rejected and out of order during the production of the MFP by removing the rejected submodules and installing in their place obviously suitable submodules.

Claims (134)

1. Мозаичный фотоприемник (МФП) сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений, состоящий из матрицы n×m фотоприемных субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …, n≠m при n=1 или при m=1, при этом фотоприемные субмодули установлены стык встык друг к другу на пластине-носителе, фотоприемные субмодули в монолитном исполнении изготовлены как бескорпусные монолитные фотоприемники в виде кристаллов КМ с дополнительно интегрированными на них массивами ФЧЭ, а в гибридном исполнении - как бескорпусные гибридные микросборки из кристалла матрицы ФЧЭ и кристалла КМ, при этом предусматривают зазор между строками матрицы n×m субмодулей для размещения микрошлейфов с металлической разводкой и электрическое соединение микрошлейфов с контактными площадками субмодулей и с контактными площадками пластины-носителя, отличающийся тем, что1. An ultra-high-dimensional mosaic photodetector (MPD) with the limiting image conversion efficiency, consisting of a matrix of n × m photodetector submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ..., m = 1, 2 , 3, 4, 5, 6, 7, 8, ..., n ≠ m at n = 1 or at m = 1, while the photodetector submodules are installed end-to-end on the carrier plate, the monolithic photodetector submodules are made as Unpackaged monolithic photodetectors in the form of CM crystals with additionally integrated PSE arrays on them, and in a hybrid version - as unpackaged hybrid microassemblies from a PSE matrix crystal and a CM crystal, while providing a gap between the rows of the n × m matrix of submodules to accommodate microcircuits with metal wiring and electrical connection of micro loops with the contact pads of the submodules and with the contact pads of the carrier plate, characterized in that монолитные или гибридные фотоприемные субмодули МФП изготавливают с обеспечением минимальных 5-8 мкм областей повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях кристаллов субмодулей,monolithic or hybrid photoreceiving submodules of the MFP are manufactured with the provision of minimum 5-8 μm areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of the submodule crystals, монолитные или гибридные фотоприемные субмодули с минимальными областями повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях кристаллов непосредственно размещены фотоприемной стороной вверх на единственной пластине-носителе без зазоров или с минимальными не более 2 мкм зазорами между смежными кристаллами субмодулей.monolithic or hybrid photodetector submodules with minimal areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of the crystals are directly placed with the photodetector side up on a single carrier plate without gaps or with a minimum gap of no more than 2 μm between adjacent crystals of submodules. 2. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 1, отличающийся тем, что2. MFP ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion according to claim 1, characterized in that в качестве пластины-носителя МФП применен единственный большой кристалл КМ,a single large CM crystal was used as the MPP carrier plate, в качестве субмодулей применены кристаллы матриц ФЧЭ, размещенные на единственной пластине-носителе - кристалле КМ,as submodules, crystals of PSE matrices are used, placed on a single carrier plate - a KM crystal, при этом сигнальные контактные площадки КМ электрически соединены с контактными площадками субмодулей - кристаллов матриц ФЧЭ с применением микростолбов.In this case, the signal contact pads of the CM are electrically connected to the contact pads of the submodules - crystals of the PSE matrices using micropillars. 3. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 1, отличающийся тем, что3. MFP ultra-high dimensionality with the limiting efficiency of image conversion according to claim 1, characterized in that в качестве пластины-носителя МФП применен единственный большой кристалл матрицы ФЧЭ,the only large crystal of the PSE matrix is used as the MPP carrier plate, в качестве субмодулей применены кристаллы КМ, размещенные на единственной пластине-носителе - кристалле матрицы ФЧЭ,CM crystals are used as submodules placed on a single carrier plate - a PSE matrix crystal, при этом сигнальные и управляющие контактные площадки субмодулей - КМ электрически соединены с контактными площадками кристалла матрицы ФЧЭ с применением микростолбов.the signal and control contact pads of the submodules - CM are electrically connected to the contact pads of the PSE matrix crystal using micropillars. 4. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 1, отличающийся тем, что4. MFP ultra-high dimensionality with the maximum efficiency of image conversion according to claim 1, characterized in that единый принцип считывания фотосигналов и адресация к ФЧЭ в МФП обеспечены применением микропроводников или микрошлейфов, соединяющих соответствующие сигнальные и управляющие, в том числе адресные, контактные площадки смежных кристаллов субмодулей.The unified principle of photo signals reading and addressing to the PSE in the MFP is ensured by the use of microconductors or micro loops connecting the corresponding signal and control, including address, contact pads of adjacent crystals of submodules. 5. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 1, отличающийся тем, что5. MFP ultra-high dimensionality with the maximum efficiency of image conversion according to claim 1, characterized in that субмодули МФП выполнены в монолитном исполнении как бескорпусные монолитные фотоприемники в виде кристаллов КМ с дополнительно интегрированными на них массивами ФЧЭ,MFP submodules are made in a monolithic design as unpackaged monolithic photodetectors in the form of CM crystals with additionally integrated PSE arrays, монолитные фотоприемные субмодули непосредственно размещены на единственной пластине-носителе,monolithic photodetector submodules are directly placed on a single carrier plate, крепление бескорпусных монолитных субмодулей на пластине-носителе выполнено с применением микростолбов или небольшим заданным количеством вакуумного теплопроводящего удерживающего материала под каждым субмодулем,mounting of unpackaged monolithic submodules on the carrier plate is performed using micropillars or a small predetermined amount of vacuum heat-conducting retaining material under each submodule, при этом пластину-носитель выполняют из материала, прозрачного в рабочем спектральном диапазоне.the carrier plate is made of a material that is transparent in the working spectral range. 6. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 1, отличающийся тем, что6. MFP ultra-high dimensionality with the limiting efficiency of image conversion according to claim 1, characterized in that содержит охлаждаемые гибридные субмодули на основе ФЧЭ различных типов, например KPT-фотодиодов и МСКЯ-фотодетекторов, фоточувствительных в разных заданных спектральных диапазонах, размещенные одновременно и в заданных комбинациях на единственной пластине-носителе.contains cooled hybrid submodules based on PSEs of various types, for example, KPT photodiodes and MSQP photodetectors, photosensitive in different specified spectral ranges, placed simultaneously and in specified combinations on a single carrier plate. 7. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 1, отличающийся тем, что7. MFP ultra-high dimensionality with the limiting efficiency of image conversion according to claim 1, characterized in that содержит неохлаждаемые монолитные субмодули на основе микроболометрических элементов различных типов, чувствительных в разных заданных спектральных ИК- и ТГц-диапазонах, размещенные одновременно и в заданных комбинациях на единственной пластине-носителе.contains uncooled monolithic submodules based on microbolometric elements of various types, sensitive in different specified spectral IR and THz ranges, placed simultaneously and in specified combinations on a single carrier plate. 8. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что8. MFP ultra-high dimension with the limiting efficiency of image conversion according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that краевые ФЧЭ смежных субмодулей выполнены меньше по площади относительно размеров ФЧЭ внутри матрицы,edge PSEs of adjacent submodules are made smaller in area relative to PSE dimensions inside the matrix, а соответствующая коррекция сигналов ФЧЭ обеспечена в видеопроцессоре и/или в КМ.and the corresponding correction of the PSE signals is provided in the video processor and / or in the CM. 9. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 8, отличающийся тем, что9. MFP ultra-high dimensionality with the limiting efficiency of image conversion according to claim 8, characterized in that над каждым краевым ФЧЭ меньшей площади размещена индивидуальная интегральная бифокальная линза соответствующего спектрального диапазона, фокусирующая на каждый уменьшенный краевой элемент субмодулей излучение с большей площади, эквивалентной площади ФЧЭ внутри матрицы, перекрывая тем самым "слепые зоны" с двух сторон.above each edge PSE of a smaller area, an individual integral bifocal lens of the corresponding spectral range is placed, focusing on each reduced edge element of submodules radiation from a larger area equivalent to the PSE area inside the matrix, thereby overlapping "blind zones" from both sides. 10. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 9, отличающийся тем, что10. MFP ultra-high dimensionality with the limiting efficiency of image conversion according to claim 9, characterized in that над "слепыми зонами" размещены оптические призмы соответствующих спектральных диапазонов, передающие на каждый уменьшенный краевой элемент субмодулей излучение с большей площади, эквивалентной площади ФЧЭ внутри матрицы,above the "blind zones" are placed optical prisms of the corresponding spectral ranges, transmitting to each reduced edge element of the submodules radiation from a larger area equivalent to the PSE area inside the matrix, при этом линейные размеры оптических призм соответствуют размерам "слепых зон".the linear dimensions of the optical prisms correspond to the dimensions of the "blind zones". 11. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 10, отличающийся тем, что11. MFP ultra-high dimensionality with the limiting efficiency of image conversion according to claim 10, characterized in that оптические призмы заданных спектральных диапазонов, размещенные над "слепыми зонами", выполнены в виде различных конструкций разной, простой и сложной формы для сбора потока излучения уменьшенными краевыми ФЧЭ субмодулей МФП с большей площади, эквивалентной площади ФЧЭ внутри матрицы;optical prisms of specified spectral ranges, located above the "blind zones", are made in the form of various structures of different, simple and complex shapes to collect the radiation flux by reduced edge PSEs of the MPP submodules from a larger area equivalent to the PSE area inside the matrix; указанные оптические призмы изготовлены в виде поворотных и неподвижных конструкций треугольной, ромбовидной, трапецеидальной, сложной трапецеидальной, угловой, простой и сложной М- и Δ-образной формы; в виде оптических волновых каналов, передающих на уменьшенные краевые элементы субмодулей излучение с площади, равной площади ФЧЭ внутри матрицы;the specified optical prisms are made in the form of rotary and fixed structures of triangular, diamond-shaped, trapezoidal, complex trapezoidal, angular, simple and complex M- and Δ-shaped shapes; in the form of optical wave channels, transmitting radiation from an area equal to the PSE area inside the matrix to the reduced edge elements of the submodules; соответствующие оптические призмы выполнены из различных материалов, прозрачных в заданных спектральных диапазонах, обладающих разными коэффициентами преломления и имеющих в своем составе полупрозрачные и непрозрачные зеркальные поверхности для соответствующих спектральных диапазонов.Corresponding optical prisms are made of various materials that are transparent in specified spectral ranges, have different refractive indices and include semitransparent and opaque mirror surfaces for the corresponding spectral ranges. 12. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что12. MFP ultra-high dimensionality with the maximum efficiency of image conversion according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that краевые, чувствительные в ИК- или ТГц-диапазонах микроболометрические элементы выполнены так, что части микроболометрических элементов перекрывают области повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях смежных субмодулей, а в некоторых случаях и области зазоров между субмодулями, устраняя тем самым "слепую зону".edge, sensitive in the IR or THz ranges, microbolometric elements are made in such a way that parts of the microbolometric elements overlap areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of adjacent submodules, and in some cases also the area of gaps between submodules, thereby eliminating the "blind zone" ... 13. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что13. MFP ultra-high dimensionality with the maximum efficiency of image conversion according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that краевые микроболометрические элементы с антеннами, чувствительными в ТГц-диапазоне, выполнены так, что части антенн, несимметричные относительно микроболометрических элементов, перекрывают области повреждения многослойных микроструктур и полупроводниковых материалов на стыкуемых краях смежных субмодулей, устраняя тем самым "слепую зону".Edge microbolometric elements with antennas sensitive in the THz range are made so that parts of the antennas that are asymmetric with respect to the microbolometric elements overlap areas of damage to multilayer microstructures and semiconductor materials at the abutting edges of adjacent submodules, thereby eliminating the "blind zone". 14. МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 1, отличающийся тем, что14. MFP ultra-high dimensionality with the limiting efficiency of image conversion according to claim 1, characterized in that в качестве ЧЭ применены индивидуальные антенные конструкции, диаграмма направленности и коэффициент передачи которых в заданном диапазоне оптимизированы посредством выравнивания чувствительности к излучению краевых элементов и элементов, расположенных внутри приемной матрицы субмодулей.As SE, individual antenna structures are used, the radiation pattern and transmission coefficient of which in a given range are optimized by equalizing the sensitivity to radiation of edge elements and elements located inside the receiving matrix of submodules. 15. Способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений, заключающийся в том, что15. A method of manufacturing an ultra-high-dimensional MFP with an ultimate image conversion efficiency, which consists in the fact that изготавливают пластину-носитель соответствующих размеров с внешними реперными знаками,make a carrier plate of appropriate dimensions with external fiducial marks, изготавливают гибридные или монолитные субмодули с топологическими и дополнительными топологическими реперными знаками,make hybrid or monolithic submodules with topological and additional topological reference marks, исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,investigate the performance and sort the submodules according to their parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals, выполняют подготовку поверхностей кристаллов гибридных или монолитных субмодулей к фиксации на поверхности пластины-носителя,prepare the surfaces of crystals of hybrid or monolithic submodules for fixation on the surface of the carrier plate, выполняют подготовку поверхности пластины-носителя к фиксации кристаллов гибридных или монолитных субмодулей,prepare the surface of the carrier plate for fixing crystals of hybrid or monolithic submodules, изготавливают носители реперных знаков с внешними реперными знаками,make carriers of fiducial marks with external fiducial marks, выполняют нанесение слоев или капель удерживающего материала в местах предполагаемого размещения субмодулей,carry out the application of layers or drops of retention material in the places of the intended placement of the submodules, установку, позиционирование и фиксацию кристаллов субмодулей на пластине-носителе выполняют в виде матрицы n×m субмодулей, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …, n≠m при n=1 или m=1,installation, positioning and fixation of crystals of submodules on the carrier plate is performed in the form of a matrix of n × m submodules, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ..., m = 1, 2, 3, 4 , 5, 6, 7, 8, ..., n ≠ m for n = 1 or m = 1, при n=1, m=2 или при n=2, m=1 формирование края производят на одной грани кристаллов, при n=2 и m=2 - на двух гранях кристаллов, при n=3, 4, 5, 6, 7, 8, … и m=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … - на двух гранях кристаллов, размещаемых в углах матрицы n×m субмодулей, на трех гранях кристаллов субмодулей, размещаемых на краях матрицы n×m субмодулей, за исключением угловых кристаллов, на четырех гранях кристаллов, размещаемых внутри матрицы n×m субмодулей,for n = 1, m = 2 or for n = 2, m = 1, the edge is formed on one face of the crystals, for n = 2 and m = 2 - on two faces of the crystals, for n = 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... and m = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... - on two faces of crystals placed in the corners of the n × m submodule matrix, on three faces of submodule crystals placed on the edges of the n × m submodules, excluding corner crystals, on four crystal faces placed inside a matrix of n × m submodules, позиционирование субмодулей на поверхности пластины-носителя выполняют при помощи микроманипуляторов,positioning of submodules on the surface of the carrier plate is performed using micromanipulators, выполняют контроль зазоров между кристаллами при помощи измерительного микроскопа и/или видеокамеры,control gaps between crystals using a measuring microscope and / or video camera, субмодули удерживают на месте до полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала,the submodules are held in place until the layers of retention material have polymerized / hardened, при этом предусматривают зазор между строками матрицы n×m субмодулей для размещения микрошлейфов с металлической разводкой и электрическое соединение микрошлейфов с контактными площадками субмодулей и с контактными площадками пластины-носителя, отличающийся тем, чтоin this case, a gap is provided between the rows of the n × m matrix of submodules to accommodate micro-loops with metal wiring and electrical connection of micro-loops with the contact pads of the submodules and with the contact pads of the carrier plate, characterized in that дополнительное прецизионное формирование стыкуемых граней кристаллов всех субмодулей, признанных годными и необходимых для микросборки МФП, с обеспечением предельно минимальной области повреждения краев кристаллов выполняют следующим образом:additional precision formation of abutting crystal faces of all submodules, recognized as suitable and necessary for microassembly of MFPs, ensuring the extremely minimal area of damage to the edges of the crystals is performed as follows: на фронтальную поверхность кристалла субмодуля наносят защитный слой фоторезиста,a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule, формируют с фронтальной стороны канавку и стыкуемые края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла,a groove and abutting edges of the crystal are formed on the front side by laser radiation with a given wavelength in a multipass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed, выполняют откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл,splitting off the edge of the crystal using a wedge shifted under the crystal, дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления лазерным излучением наклонной части бывшей канавки и выступа в области дна бывшей канавки на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла,additionally, abutting edges of the crystal are formed by repeated removal of the inclined part of the former groove and the protrusion in the region of the bottom of the former groove on the side surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal, by laser radiation, выполняют технологическую операцию снятия слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла;performing a technological operation of removing the photoresist layer from the processed crystal; в пластине-носителе в местах предполагаемого размещения субмодулей создают отверстия, при этом количество отверстий на один субмодуль определяют в каждом случае индивидуально расчетно-экспериментальным путем,holes are created in the carrier plate at the places where the submodules are supposed to be located, while the number of holes per submodule is determined in each case individually by calculation and experiment, к каждому отверстию в пластине-носителе, соответствующему месту предполагаемого размещения устанавливаемого субмодуля, снизу подводят вакуумные линии,vacuum lines are connected from below to each hole in the carrier plate corresponding to the place of the intended location of the submodule to be installed, точное позиционирование и фиксацию субмодулей осуществляют с помощью микроманипуляторов и вакуумных захватов стык встык друг к другу на единственную теплопроводящую пластину-носитель без зазоров или с минимальными не более 2 мкм зазорами между смежными кристаллами субмодулей,precise positioning and fixation of submodules is carried out with the help of micromanipulators and vacuum grippers, butt-joint to each other on a single heat-conducting plate-carrier without gaps or with a minimum gap of no more than 2 microns between adjacent crystals of submodules, при этом позиционирование субмодулей осуществляют до совпадения топологических реперных знаков и/или дополнительных топологических реперных знаков на устанавливаемых субмодулях с внешними реперными знаками на пластине-носителе или на носителях реперных знаков, для выравнивания кристаллов по высоте применяют ограничители,in this case, the positioning of the submodules is carried out until the topological fiducial marks and / or additional topological fiducial marks coincide on the installed submodules with external fiducial marks on the carrier plate or on the carriers of the fiducial marks, limiters are used to align the crystals in height, подают вакуум на вакуумный захват на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под каждым установленным субмодулем на пластине-носителе,vacuum is applied to the vacuum gripper for a time to polymerize / solidify the layers of the retaining material under each installed submodule on the carrier plate, в процессе установки и фиксации субмодулей на пластине-носителе осуществляют дополнительное исследование работоспособности и разбраковку по параметрам субмодулей, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,in the process of installing and fixing submodules on the carrier plate, an additional study of the operability is carried out and grading according to the parameters of the submodules, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals, выполняют замену субмодулей, вышедших из строя в процессе изготовления МФП, посредством удаления забракованных субмодулей и установки на их место заведомо годных субмодулей способом, описанным выше.replace submodules that have failed in the process of manufacturing the MFP by removing the rejected submodules and installing in their place obviously suitable submodules in the manner described above. 16. Способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 15, отличающийся тем, что16. A method of manufacturing an ultra-high-dimensional MFP with the ultimate image conversion efficiency according to claim 15, characterized in that индивидуальные носители реперных знаков закрепляют, например, для первой строки субмодулей на одной опорной планке, для второй и последующих строк субмодулей на кристаллах предыдущих строк субмодулей;individual carriers of fiducial marks are fixed, for example, for the first row of submodules on one support bar, for the second and subsequent rows of submodules on the crystals of the previous rows of submodules; ориентацию субмодулей при позиционировании осуществляют с применением микроскопа и/или видеокамеры до совпадения топологических реперных знаков на устанавливаемом субмодуле с внешними реперными знаками на индивидуальном для каждого субмодуля носителе реперных знаков.orientation of the submodules during positioning is carried out using a microscope and / or a video camera until the topological fiducial marks on the installed submodule coincide with external fiducial marks on an individual fiducial mark carrier for each submodule. 17. Способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 15, отличающийся тем, что17. A method of manufacturing an ultra-high-dimensional MFP with a limiting image conversion efficiency according to claim 15, characterized in that единый носитель реперных знаков закрепляют на двух опорных планках индивидуально для каждой строки субмодулей;a single carrier of fiducial marks is fixed on two supporting strips individually for each row of submodules; ориентацию субмодулей при позиционировании осуществляют с применением микроскопа и/или видеокамеры до совпадения топологических реперных знаков на устанавливаемом субмодуле с внешними реперными знаками на едином для всей строки субмодулей носителе реперных знаков.orientation of the submodules during positioning is carried out using a microscope and / or a video camera until the topological fiducial marks on the installed submodule coincide with external fiducial marks on a carrier of fiducial marks that is common for the entire row of submodules. 18. Способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 15, отличающийся тем, что18. A method of manufacturing an ultra-high-dimensional MFP with the ultimate image conversion efficiency according to claim 15, characterized in that ориентацию субмодулей при позиционировании осуществляют с применением топологических реперных знаков, дополнительных реперных знаков и системы технического зрения, выполненной на основе видеокамеры и обеспечивающей процесс совмещения соответствующих реперных знаков кристаллов смежных строк субмодулей.orientation of the submodules during positioning is carried out using topological fiducial marks, additional fiducials and a technical vision system made on the basis of a video camera and providing a process of aligning the corresponding fiducial marks of crystals of adjacent rows of submodules. 19. Способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 15, отличающийся тем, что19. A method of manufacturing an ultra-high-dimensional MFP with a limiting image conversion efficiency according to claim 15, characterized in that опорную планку выполняют в виде прямоугольной рамки, внутренние размеры которой соответствуют размерам создаваемого МФП,the support bar is made in the form of a rectangular frame, the internal dimensions of which correspond to the dimensions of the MFP being created, количество отверстий в пластине-носителе на один субмодуль определяют в каждом случае индивидуально расчетно-экспериментальным путем,the number of holes in the carrier plate per submodule is determined in each case individually by calculation and experiment, субмодули устанавливают на заданные места пластины-носителя, при этом для выравнивания кристаллов субмодулей по высоте применяют ограничители,the submodules are installed on the specified places of the carrier plate, while limiters are used to align the crystals of the submodules in height, фиксацию всех субмодулей осуществляют одновременно подключением вакуумных линий к вакуумному насосу на время для полимеризации/затвердевания слоев удерживающего материала под субмодулями, установленными на пластине-носителе.fixation of all submodules is carried out simultaneously by connecting vacuum lines to a vacuum pump for a while for polymerization / hardening of layers of retaining material under the submodules mounted on the carrier plate. 20. Способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по п. 19, отличающийся тем, что20. A method of manufacturing an ultra-high-dimensional MFP with a limiting image conversion efficiency according to claim 19, characterized in that внутри опорной планки, выполненной в виде соответствующей прямоугольной рамки, по краям с каждой стороны располагают четыре дополнительные опорные планки-вкладыши с размерами, соответствующими размерам создаваемого МФП;inside the support strip, made in the form of a corresponding rectangular frame, along the edges on each side, there are four additional support strip-inserts with dimensions corresponding to the dimensions of the created MFP; внутренние размеры опорной планки в виде прямоугольной рамки соответствуют размерам создаваемого МФП с учетом размещения дополнительных опорных планок-вкладышей;the internal dimensions of the support strip in the form of a rectangular frame correspond to the dimensions of the created MFP, taking into account the placement of additional support tabs-inserts; формирование внутренних граней дополнительных опорных планок-вкладышей выполняют прецизионно, с обеспечением шероховатости края не более 1 мкм.the formation of the inner edges of the additional support strips-liners is carried out precisely, ensuring the edge roughness of no more than 1 micron. 21. Способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений по любому из пп. 15-20, отличающийся тем, что21. A method of manufacturing an ultra-high-dimensional MFP with an ultimate image conversion efficiency according to any one of claims. 15-20, characterized in that позиционирование, установку и фиксацию субмодулей при прецизионной микросборке МФП выполняют без зазоров или с минимальными не более 2 мкм зазорами между смежными кристаллами субмодулей, а совмещение внешних реперных знаков на пластине-носителе или на носителе внешних реперных знаков и топологических реперных знаков на устанавливаемых субмодулях производят с применением полуавтоматического микроманипулятора.positioning, installation and fixation of submodules with precision microassembly of the MFP is performed without gaps or with a minimum gap of no more than 2 μm between adjacent crystals of submodules, and the alignment of external fiducial marks on the carrier plate or on the carrier of external fiducial marks and topological fiducial marks on the installed submodules is performed with using a semi-automatic micromanipulator. 22. Способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений, заключающийся в том, что22. A method of manufacturing an ultra-high-dimensional MFP with an ultimate image conversion efficiency, which consists in the fact that изготавливают пластину-носитель соответствующих размеров с внешними реперными знаками, соответствующими местам размещения каждого субмодуля в составе МФП,make a carrier plate of appropriate dimensions with external reference marks corresponding to the locations of each submodule in the MFP, изготавливают субмодули соответствующих форматов в виде бескорпусных монолитных или бескорпусных гибридных фотоприемников с топологическими реперными знаками,submodules of appropriate formats are manufactured in the form of unpackaged monolithic or unpackaged hybrid photodetectors with topological reference marks, исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,investigate the performance and sort the submodules according to their parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals, установку, позиционирование и фиксацию субмодулей выполняют последовательно, кристалл за кристаллом, стык встык друг к другу в виде матрицы n×m субмодулей на пластине-носителе, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …, n≠m при n=1 или m=1,installation, positioning and fixing of submodules is performed sequentially, crystal by crystal, butt-to-side to each other in the form of a matrix of n × m submodules on a carrier plate, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... , m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ..., n ≠ m for n = 1 or m = 1, при n=1, m=2 или при n=2, m=1 формирование края производят на одной грани кристаллов, при n=2 и m=2 - на двух гранях кристаллов, при n=3, 4, 5, 6, 7, 8, … и m=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …. - на двух гранях кристаллов, размещаемых в углах матрицы n×m субмодулей, на трех гранях кристаллов субмодулей, размещаемых на краях матрицы n×m субмодулей, за исключением угловых кристаллов, на четырех гранях кристаллов, размещаемых внутри матрицы n×m субмодулей,for n = 1, m = 2 or for n = 2, m = 1, the edge is formed on one face of the crystals, for n = 2 and m = 2 - on two faces of the crystals, for n = 3, 4, 5, 6, 7, 8,… and m = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,…. - on two faces of crystals placed in the corners of the n × m submodule matrix, on three faces of submodule crystals placed on the edges of the n × m submodule matrix, except for corner crystals, on four crystal faces placed inside the n × m submodule matrix, фиксацию субмодулей на поверхности пластины-носителя выполняют с применением микростолбов или небольшим заданным количеством вакуумного теплопроводящего удерживающего материала под каждым субмодулем,the fixation of the submodules on the surface of the carrier plate is performed using micropillars or a small predetermined amount of vacuum heat-conducting retaining material under each submodule, контроль ориентации и позиционирование устанавливаемых субмодулей осуществляют с помощью системы двусторонней визуализации и совмещения на основе микроскопа и/или видеокамеры, при этом каждый раз осуществляют прецизионную микросборку субмодулей с уже установленными субмодулями до тех пор, пока на пластине-носителе не будет собран МФП требуемой размерности n×m субмодулей,the orientation control and positioning of the installed submodules is carried out using a system of bilateral visualization and alignment based on a microscope and / or a video camera, while each time precision microassembly of submodules with already installed submodules is carried out until the MFP of the required dimension n is assembled on the carrier plate × m submodules, причем в случае m=2 первый и последний субмодуль в каждой строке устанавливают с близкой стыковкой по двум сторонам, второй и последующие субмодули в каждой строке, за исключением последнего, устанавливают с близкой стыковкой по трем сторонам,moreover, in the case of m = 2, the first and last submodules in each row are installed with close joining on two sides, the second and subsequent submodules in each row, with the exception of the last one, are installed with close joining on three sides, в случае m>2 угловые субмодули устанавливают с близкой стыковкой по двум сторонам, краевые субмодули, за исключением угловых, устанавливают с близкой стыковкой по трем сторонам, а субмодули, размещаемые внутри матрицы субмодулей, устанавливают с близкой стыковкой по четырем сторонам,in the case of m> 2, corner submodules are installed with close docking on two sides, edge submodules, except for corner ones, are installed with close docking on three sides, and submodules placed inside the matrix of submodules are installed with close docking on four sides, при этом предусматривают зазор между строками матрицы n×m субмодулей для размещения микрошлейфов с металлической разводкой и электрическое соединение микрошлейфов с контактными площадками субмодулей и с контактными площадками пластины-носителя, отличающийся тем, чтоin this case, a gap is provided between the rows of the n × m matrix of submodules to accommodate micro-loops with metal wiring and electrical connection of micro-loops with the contact pads of the submodules and with the contact pads of the carrier plate, characterized in that дополнительное прецизионное формирование стыкуемых граней кристаллов всех субмодулей, признанных годными и необходимых для микросборки МФП, с обеспечением минимальной области повреждения краев кристаллов выполняют следующим образом:additional precision formation of abutting crystal faces of all submodules recognized as suitable and necessary for microassembly of the MFP, ensuring the minimum area of damage to the edges of the crystals, is performed as follows: на фронтальную поверхность кристалла субмодуля наносят защитный слой фоторезиста,a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule, формируют с фронтальной стороны канавку и стыкуемые края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла,a groove and abutting edges of the crystal are formed on the front side by laser radiation with a given wavelength in a multipass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed, выполняют откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл,splitting off the edge of the crystal using a wedge shifted under the crystal, дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления лазерным излучением наклонной части и выступа на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла,additionally, abutting edges of the crystal are formed by repeated removal of the inclined part and the protrusion on the lateral surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal, by laser radiation, выполняют технологическую операцию снятия слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла;performing a technological operation of removing the photoresist layer from the processed crystal; процесс изготовления МФП выполняют циклически, в рамках каждого цикла:the MFP manufacturing process is performed cyclically, within each cycle: размещают и фиксируют вакуумным захватом субмодуль на верхней части установки микросборки,place and fix the submodule with a vacuum gripper on the upper part of the micro-assembly unit, размещают пластину-носитель МФП на нижней, подвижной по Z части установки микросборки и фиксируют вакуумным захватом,place the MFP carrier plate on the lower Z-movable part of the microassembly unit and fix it with a vacuum gripper, посредством подъема нижней подвижной части установки микросборки на заданную высоту осуществляют размещение и фиксацию субмодуля на пластине-носителе без зазоров или с минимальными не более 2 мкм зазорами между смежными кристаллами субмодулей,by raising the lower movable part of the microassembly unit to a predetermined height, the submodule is placed and fixed on the carrier plate without gaps or with a minimum gap of no more than 2 μm between adjacent crystals of the submodules, после окончательного закрепления субмодуля на пластине-носителе нижнюю подвижную часть установки микросборки опускают в нижнее положение,after the final fixing of the submodule on the carrier plate, the lower movable part of the micro-assembly unit is lowered to the lower position, на вакуумном захвате нижней части установки микросборки отключают вакуум,the vacuum is turned off at the vacuum gripper of the lower part of the micro-assembly unit, осуществляют перемещение по X и/или Y пластины-носителя на расстояние, равное размерам устанавливаемых субмодулей,carry out movement along X and / or Y of the carrier plate at a distance equal to the dimensions of the installed submodules, фиксируют подачей вакуума пластину-носитель на новом заданном месте нижней части установки микросборки,fix the carrier plate by applying a vacuum at the new predetermined place of the lower part of the micro-assembly unit, выполняют следующий цикл для установки следующего субмодуля;perform the next cycle to install the next submodule; в процессе установки и фиксации субмодулей на пластине-носителе осуществляют дополнительное исследование работоспособности и разбраковку по параметрам субмодулей, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,in the process of installing and fixing submodules on the carrier plate, an additional study of the operability is carried out and grading according to the parameters of the submodules, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals, выполняют замену субмодулей, вышедших из строя в процессе изготовления МФП, посредством удаления забракованных субмодулей и установки на их место заведомо годных субмодулей способом, описанным выше.replace submodules that have failed in the process of manufacturing the MFP by removing the rejected submodules and installing in their place obviously suitable submodules in the manner described above. 23. Способ изготовления МФП сверхвысокой размерности с предельной эффективностью преобразования изображений, заключающийся в том, что23. A method of manufacturing an ultra-high-dimensional MFP with a maximum image conversion efficiency, which consists in the fact that изготавливают пластину-носитель соответствующих размеров с внешними реперными знаками, соответствующими местам размещения каждого субмодуля в составе МФП,make a carrier plate of appropriate dimensions with external reference marks corresponding to the locations of each submodule in the MFP, изготавливают субмодули соответствующих форматов в виде бескорпусных монолитных или бескорпусных гибридных фотоприемников с топологическими реперными знаками,submodules of appropriate formats are manufactured in the form of unpackaged monolithic or unpackaged hybrid photodetectors with topological reference marks, исследуют работоспособность и разбраковывают по параметрам субмодули, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,investigate the performance and sort the submodules according to their parameters, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals, установку, позиционирование и фиксацию субмодулей выполняют последовательно, кристалл за кристаллом, стык встык друг к другу в виде матрицы n×m субмодулей на пластине-носителе, где n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …, m=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, …, n≠m при n=1 или m=1,installation, positioning and fixation of submodules is performed sequentially, crystal by crystal, butt-to-side to each other in the form of a matrix of n × m submodules on a carrier plate, where n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... , m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ..., n ≠ m for n = 1 or m = 1, при n=1, m=2 или при n=2, m=1 формирование края производят на одной грани кристаллов, при n=2 и m=2 - на двух гранях кристаллов, при n=3, 4, 5, 6, 7, 8, … и m=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, … - на двух гранях кристаллов, размещаемых в углах матрицы n×m субмодулей, на трех гранях кристаллов субмодулей, размещаемых на краях матрицы n×m субмодулей, за исключением угловых кристаллов, на четырех гранях кристаллов, размещаемых внутри матрицы n×m субмодулей,for n = 1, m = 2 or for n = 2, m = 1, the edge is formed on one face of the crystals, for n = 2 and m = 2 - on two faces of the crystals, for n = 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... and m = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, ... - on two faces of crystals located in the corners of the n × m submodule matrix, on three faces of submodule crystals placed on the edges of the n × m submodules, excluding corner crystals, on four crystal faces placed inside a matrix of n × m submodules, фиксацию субмодулей на поверхности пластины-носителя выполняют с применением микростолбов или небольшим заданным количеством вакуумного теплопроводящего удерживающего материала под каждым субмодулем,the fixation of the submodules on the surface of the carrier plate is performed using micropillars or a small predetermined amount of vacuum heat-conducting retaining material under each submodule, контроль ориентации и позиционирование устанавливаемых субмодулей осуществляют с помощью системы двусторонней визуализации и совмещения на основе микроскопа и/или видеокамеры, при этом каждый раз выполняют прецизионную микросборку субмодулей с уже установленными субмодулями до тех пор, пока на пластине-носителе не будет собран МФП требуемой размерности n×m субмодулей,orientation control and positioning of the installed submodules is carried out using a system of bilateral visualization and alignment based on a microscope and / or a video camera, each time performing precision microassembly of submodules with already installed submodules until the MFP of the required dimension n is assembled on the carrier plate × m submodules, причем в случае m=2 первый и последний субмодуль в каждой строке устанавливают с близкой стыковкой по двум сторонам, второй и последующие субмодули в каждой строке, за исключением последнего, устанавливают с близкой стыковкой по трем сторонам,moreover, in the case of m = 2, the first and last submodules in each row are installed with close joining on two sides, the second and subsequent submodules in each row, with the exception of the last one, are installed with close joining on three sides, в случае m>2 угловые субмодули устанавливают с близкой стыковкой по двум сторонам, краевые субмодули, за исключением угловых, устанавливают с близкой стыковкой по трем сторонам, а субмодули, размещаемые внутри матрицы субмодулей, устанавливают с близкой стыковкой по четырем сторонам,in the case of m> 2, corner submodules are installed with close docking on two sides, edge submodules, except for corner ones, are installed with close docking on three sides, and submodules placed inside the matrix of submodules are installed with close docking on four sides, при этом предусматривают зазор между строками матрицы n×m субмодулей для размещения микрошлейфов с металлической разводкой и электрическое соединение микрошлейфов с контактными площадками субмодулей и с контактными площадками пластины-носителя, отличающийся тем, чтоin this case, a gap is provided between the rows of the n × m matrix of submodules to accommodate micro-loops with metal wiring and electrical connection of micro-loops with the contact pads of the submodules and with the contact pads of the carrier plate, characterized in that дополнительное прецизионное формирование стыкуемых граней кристаллов всех субмодулей, признанных годными и необходимых для микросборки МФП, с обеспечением минимальной области повреждения краев кристаллов выполняют следующим образом:additional precision formation of abutting crystal faces of all submodules recognized as suitable and necessary for microassembly of the MFP, ensuring the minimum area of damage to the edges of the crystals, is performed as follows: на фронтальную поверхность кристалла субмодуля наносят защитный слой фоторезиста,a protective layer of photoresist is applied to the front surface of the crystal of the submodule, формируют с фронтальной стороны канавку и стыкуемые края кристалла лазерным излучением с заданной длиной волны в многопроходном режиме с заданным углом наклона оптической оси излучения к нормали поверхности обрабатываемого кристалла,a groove and abutting edges of the crystal are formed on the front side by laser radiation with a given wavelength in a multipass mode with a given angle of inclination of the optical axis of radiation to the normal of the surface of the crystal being processed, выполняют откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл,splitting off the edge of the crystal using a wedge shifted under the crystal, дополнительно формируют стыкуемые края кристалла посредством повторного удаления лазерным излучением наклонной части и выступа на боковой поверхности кристалла с тыльной, нерабочей стороны кристалла,additionally, abutting edges of the crystal are formed by repeated removal of the inclined part and the protrusion on the lateral surface of the crystal from the back, non-working side of the crystal, by laser radiation, выполняют технологическую операцию снятия слоя фоторезиста с обрабатываемого кристалла;performing a technological operation of removing the photoresist layer from the processed crystal; позиционирование, установку и фиксацию субмодулей при прецизионной микросборке МФП без зазоров или с минимальными не более 2 мкм зазорами между смежными кристаллами субмодулей и совмещение внешних реперных знаков на пластине-носителе или на носителе внешних реперных знаков и топологических реперных знаков на устанавливаемых субмодулях производят с применением автоматического микроманипулятора-робота;positioning, installation and fixation of submodules with precision microassembly of the MFP without gaps or with a minimum of no more than 2 microns gaps between adjacent crystals of submodules and the alignment of external fiducial marks on the carrier plate or on the carrier of external fiducial marks and topological fiducial marks on the installed submodules are performed using automatic micromanipulator-robot; в процессе установки и фиксации субмодулей на пластине-носителе осуществляют дополнительное исследование работоспособности и разбраковку по параметрам субмодулей, в том числе по неровности краев и толщине кристаллов,in the process of installing and fixing submodules on the carrier plate, an additional study of the operability is carried out and grading according to the parameters of the submodules, including the roughness of the edges and the thickness of the crystals, выполняют замену субмодулей, вышедших из строя в процессе изготовления МФП, посредством удаления забракованных субмодулей и установки на их место заведомо годных субмодулей способом, описанным выше.replace submodules that have failed in the process of manufacturing the MFP by removing the rejected submodules and installing in their place obviously suitable submodules in the manner described above.
RU2019106943A 2019-03-11 2019-03-11 Mosaic photodetector with limiting efficiency of image conversion: structures and methods of its manufacturing (versions) RU2731460C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106943A RU2731460C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Mosaic photodetector with limiting efficiency of image conversion: structures and methods of its manufacturing (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106943A RU2731460C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Mosaic photodetector with limiting efficiency of image conversion: structures and methods of its manufacturing (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731460C1 true RU2731460C1 (en) 2020-09-03

Family

ID=72421764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106943A RU2731460C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Mosaic photodetector with limiting efficiency of image conversion: structures and methods of its manufacturing (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731460C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811380C1 (en) * 2023-06-16 2024-01-11 Акционерное общество "НПО "Орион" Method for group production of thinned hybridized assemblies for matrix photodetector

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442244C1 (en) * 2010-08-31 2012-02-10 Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН The superconducting spin gate
RU2564813C1 (en) * 2014-03-27 2015-10-10 Акционерное общество "НПО "Орион" (АО "НПО "Орион") Multichip polychromatic photo receiver (pr) with expanded spectral response of quantum efficiency

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442244C1 (en) * 2010-08-31 2012-02-10 Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН The superconducting spin gate
RU2564813C1 (en) * 2014-03-27 2015-10-10 Акционерное общество "НПО "Орион" (АО "НПО "Орион") Multichip polychromatic photo receiver (pr) with expanded spectral response of quantum efficiency

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sprafke T., Beletic J.W. High-Performance Infrared Focal Plane Arrays for Space Application. Optics and Photonics News, 2008, V 19, 6, 22-27 *
Sprafke T., Beletic J.W. High-Performance Infrared Focal Plane Arrays for Space Application. Optics and Photonics News, 2008, V 19, 6, 22-27. Клименко А.Г. и др. Технология сборки крупноформатных инфракрасных фотоприемных модулей на индиевых микростолбах. Оптический журнал. 2009, т.76, 12, с. 63-68. *
Клименко А.Г. и др. Технология сборки крупноформатных инфракрасных фотоприемных модулей на индиевых микростолбах. Оптический журнал. 2009, т.76, 12, с. 63-68. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2811380C1 (en) * 2023-06-16 2024-01-11 Акционерное общество "НПО "Орион" Method for group production of thinned hybridized assemblies for matrix photodetector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI644508B (en) Manufacturing method of concentrating solar power generation unit, manufacturing apparatus used therefor, manufacturing method of concentrating solar power generation module, and manufacturing apparatus therefor
CN111554601B (en) Wafer front end transfer system
CN101495939B (en) Method and apparatus for measuring dimensional changes in transparent substrates
JP2014526067A (en) Wafer level fabrication of optical devices, especially modules for computational cameras
Sekiguchi et al. Development of a 2000 X 8144-pixel mosaic CCD camera
Miyazaki et al. Characterization and mosaicking of CCDs and the applications to the Subaru wide-field camera (Suprime-Cam)
US4661713A (en) Photovoltaic diode detection device having compensation for defective diodes
TWI750161B (en) Electro-optical sensor chip assembly and method for forming the same
RU2731460C1 (en) Mosaic photodetector with limiting efficiency of image conversion: structures and methods of its manufacturing (versions)
US10644054B2 (en) Image sensors comprising two or more light sensitive imaging subareas in at least one row with successive subareas being separated by non-light sensitive areas
JP2019508873A (en) Three-dimensional imaging sensor device and method for manufacturing an image sensor pair used for three-dimensional imaging
US6549336B2 (en) Optical low pass filter
CN1518085B (en) High-speed in-line electro-optics testing method and system for defects on chip
CN106842492A (en) Space optical remote sensor focal plane multimirror splicing construction
KR101232816B1 (en) Solar cell manufacturing method and manufacturing device
EP1439385B1 (en) Method and system for fast on-line electro-optical detection of wafer defects
Geary et al. 4096 x 4096 pixel CCD mosaic imager for astronomical applications
Dem’yanenko et al. Enhancement of image conversion efficiency in mosaic microbolometer detector arrays
O'Connor et al. Characterization of prototype LSST CCDs
CN1957454A (en) Silicon wafer for probe bonding and probe bonding method using thereof
US20220052018A1 (en) Substrate bonding apparatus
Burke et al. Orthogonal transfer arrays for the Pan-STARRS gigapixel camera
Cheung et al. Mosaic-pixelated Fabry-Pérot filters for snapshot spectral imagers
KR102663213B1 (en) MLA device having double-sided pattern shield function and manufacturing method thereof
US20230163095A1 (en) Die bonding systems, and methods of using the same