【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉制焦平面红外探测器领域，具体为一种双色红外焦平面芯片的制备方法。
技术介绍
1、双色红外焦平面芯片具有探测灵敏度高、抗信号干扰强、探测波段范围广等优势，是下一代高性能红外芯片发展方向之一。如图1中的a所示，目前现有的双色焦平面芯片主要基于双色叠层材料进行制备，具体工艺过程大致为：先对双色叠层材料采用台面深刻蚀、钝化等工艺制备出焦平面阵列，再通过铟柱4互连等后道加工工艺将焦平面阵列与读出电路结合，最终制备出双色红外焦平面芯片。双色红外焦平面芯片所用外延材料结构复杂，包含两个pn结极性相反的外延层，分别对应两个波段信号的探测。因此，双色材料复杂的材料结构要求在同一衬底上依次生长两种波段的外延材料层，材料生长困难，严重限制了双色红外焦平面芯片的发展。
技术实现思路
1、为解决上述双色材料制备困难的问题，本专利技术提出一种焦平面阵列芯片制备技术，采用拼接工艺制备双色焦平面阵列芯片的技术，拼接工艺是将两个不同波段红外芯片阵列在双色电路上依次进行垂直叠合，两层焦平面之间通过铟柱互连，通过调节电路电压的正反偏，实现两个波段电信号的传输。在第一红外芯片阵列衬底减薄加工过程中，采用常规的抛光设备及工艺条件，在不损害外延层条件下无法进行衬底完全去除。衬底的存在使焦平面阵列像元间电学连接，导致像元串联，致使双色芯片无法正常工作。若采用高精度设备进行衬底去除，不仅提高了工艺难度且增加了成本。
2、本专利技术选择具有耐磨性合适的填充胶材料填充在焦平面阵列像元间隙形成支撑保护网结构，利
3、本专利技术降低了工艺难度和成本，同时实现了像元间的均匀抛光隔断，解决了第一层红外芯片阵列衬底难去除的问题。
4、为实现上述目的，本专利技术采取以下方案。
5、一种双色红外焦平面芯片的制备方法，包括以下步骤：
6、k01.预备第一单色红外敏感阵列，所述第一单色红外敏感阵列包括衬底以及形成于衬底表面的外延结构层，所述外延结构层上形成有像元及像元间的隔离槽；
7、k02.将第一单色红外敏感阵列与读出电路倒焊，使每个像元均通过连接柱电连接读出电路并在二者之间填充底部填充胶，所述底部填充胶填满于所述隔离槽中；
8、k03.对第一单色红外敏感阵列背面的衬底进行抛光去除以将第一单色红外敏感阵列的各像元进行隔断；
9、k04.预备第二单色红外敏感阵列；
10、k05.将第二单色红外敏感阵列与第一单色红外敏感阵列倒焊，使第二单色红外敏感阵列的各像元与第一单色红外敏感阵列的各像元均通过连接柱一一对应连接。
11、具体的，步骤k01～k05替换为：
12、s01.预备第一单色红外敏感阵列，所述第一单色红外敏感阵列包括衬底以及形成于衬底表面的外延结构层，所述外延结构层上形成有像元及像元间的隔离槽，像元表面覆盖钝化层，在每一个像元背向衬底的正面设置电连接像元的第一电极；
13、s02.在读出电路中设置对应每一像元中第一电极的第二电极；
14、s03.将第一单色红外敏感阵列与读出电路倒焊，使第一电极与第二电极均通过连接柱互连并在二者之间填充底部填充胶，所述底部填充胶填满于所述隔离槽中；
15、s04.对第一单色红外敏感阵列背面的衬底进行抛光去除以将第一单色红外敏感阵列的各像元进行隔断，在像元的背面形成钝化层，在每个像元的背面设置电连接像元的第三电极；
16、s05.预备第二单色红外敏感阵列；第二单色红外敏感阵列按步骤s01的方式预备，第二单色红外敏感阵列与第一单色红外敏感阵列在形状上具有相同的特征；或第二单色红外敏感阵列的各个像元均为平面结，像元表面覆盖钝化层，在每一个像元背向衬底的正面设置电连接像元的第一电极，第二单色红外敏感阵列的相邻像元之间不需要完全隔断。
17、s06.将第二单色红外敏感阵列与第一单色红外敏感阵列倒焊，使第二单色红外敏感阵列的第一电极与第一单色红外敏感阵列的第三电极均通过连接柱互连且二者的像元一一对应连接。
18、所述底部填充胶选用耐磨性大于所述外延结构层的环氧树脂胶。
19、所述底部填充胶中加入sio2或al2o3纳米颗粒。
20、所述隔离槽刻蚀形成于所述外延结构层的像元区，且所述隔离槽的刻蚀深度不小于外延结构层的厚度。
21、所述外延结构层的无效区刻蚀形成有支撑槽，所述底部填充胶还填满于支撑槽中。
22、所述支撑槽呈“回”字形或网格状。
23、所述第一单色红外敏感阵列背面的衬底采用化学机械抛光的方式进行抛光去除。
24、所述第一单色红外敏感阵列与读出电路之间和/或所述第二单色红外敏感阵列与第一单色红外敏感阵列之间通过铟柱倒焊互连。
25、所述第一单色红外敏感阵列和第二单色红外敏感阵列的各像元均为pn结结构，且二者像元的pn结极性相反。
26、所述第一单色红外敏感阵列对应的吸收波段的后截止波长大于第二单色红外敏感阵列对应的吸收波段的后截止波长。
27、1.本专利技术设计了中间层焦平面阵列像元完全隔断的双色红外焦平面芯片拼接结构，以解决拼接芯片像元间电学串音的问题；
28、2.本专利技术通过化学机械抛光工艺，结合耐磨性和耐腐蚀性相比外延结构层材料更好的树脂填充胶的支撑保护结构，实现对像元的隔断和衬底去除；
29、3.本专利技术通过设计不同的台面刻蚀深度或形状来控制支撑保护网的形状，以控制对衬底去除量的控制；
30、4.本专利技术在焦平面阵列像元无效区可设计不同的支撑结构，以实现大面阵像元的隔断。外围支撑结构，包括但不限于整面网格状，回字形结构等。
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1.一种双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述底部填充胶选用耐磨性大于所述外延结构层的环氧树脂胶。
3.根据权利要求1～2任一项所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述底部填充胶中加入SiO2或Al2O3纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述隔离槽(5)刻蚀形成于所述外延结构层的像元区，且所述隔离槽(5)的刻蚀深度不小于外延结构层的厚度。
5.根据权利要求4所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述外延结构层的无效区刻蚀形成有支撑槽，所述底部填充胶还填满于支撑槽中。
6.根据权利要求5所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述支撑槽呈“回”字形或网格状。
7.根据权利要求1所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述第一单色红外敏感阵列背面的衬底(71)采用化学机械抛光的方式进行抛光去除。
8.根据权利要求1所述的双色红外焦平
9.根据权利要求1所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述第一单色红外敏感阵列和第二单色红外敏感阵列的各像元(72)均为PN结结构，且二者像元(72)的PN结极性相反。
10.根据权利要求1所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述第一单色红外敏感阵列对应的吸收波段的后截止波长大于第二单色红外敏感阵列对应的吸收波段的后截止波长。
...【技术特征摘要】
1.一种双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述底部填充胶选用耐磨性大于所述外延结构层的环氧树脂胶。
3.根据权利要求1～2任一项所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述底部填充胶中加入sio2或al2o3纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述隔离槽(5)刻蚀形成于所述外延结构层的像元区，且所述隔离槽(5)的刻蚀深度不小于外延结构层的厚度。
5.根据权利要求4所述的双色红外焦平面芯片的制备方法，其特征在于，所述外延结构层的无效区刻蚀形成有支撑槽，所述底部填充胶还填满于支撑槽中。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晟，黄立，甘志伟，金迎春，杨明亮，黄望林，冯磊，丁颜颜，周文洪，
申请(专利权)人：武汉高芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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