[实用新型]从背面引电极的碲镉汞长波红外光电导探测器

说明书

技术领域

本专利涉及光电探测器技术，具体指一种从背面引电极的碲镉汞长波红外光电导探测器。 

背景技术

随着红外成像技术的发展，对红外器件的要求越来越高。红外探测器已经从单元到线列，再到今天逐渐向现在的面阵发展。长波面阵红外探测器要求材料面积大，组分均匀，一般都采用碲镉汞的薄膜材料来制造此类面阵探测器，符合这种要求的中短波薄膜材料较容易得到。但要想得到面积大，组分均匀的长波薄膜材料难度非常大，而目前就技术方面，工艺设备方面等的因素，体材料的长波段相对薄膜材料较容易得到。但体材料也有它致命的缺点，就是材料面积较小，因此对面阵探测器要求是占空比越大越好，此处所说的占空比定义为在给定的面阵探测器内，光敏面所占的比例。然而由于传统工艺制备的面阵探测器的每个光敏元的引线布置是在正照射面上，所以又希望光敏面之间的间隔尽量的大，使电极引线的安排更充裕，这就大大的降低了占空比，我们现有工艺制备的面阵探测器的占空比仅为25-30％。为了在有限的面积上制备尽可能高占空比的面阵探测器，可以采用背照射工艺，此结构的光敏元面朝衬底，光穿过衬底向光敏面入射，而金属电极引线做在芯片光敏元的另一面，采用铟柱与电路板倒焊连接，信号从读出电路上采集的。虽然这样可以提高了芯片的占空比，但是衬底以及粘结芯片的环氧树脂胶对入射光的影响，大大降低了器件的性能。 

发明内容

基于上述存在的目前制备的面阵光导红外探测器中采用电极引线在正面的传统正照射工艺存在占空比较小及采用背照射工艺衬底对光信号的影响等问题，本专利的目的在于提供一种能够避免上述问题的碲镉汞长波光导器件的正照射结构。即通过从打孔填充导电金属后蓝宝石衬底引出电极的方式制备碲镉汞长波光导型面阵探测器。 

本专利探测器的结构特征在于： 

一种从背面引电极的碲镉汞长波红外光电导探测器，经阳极氧化处理的碲镉汞材料(12)的带有阳极氧化层一(11)的一面镀ZnS抗反膜(10)后通过环氧树脂胶(9)与蓝宝石衬底(7)相连，其特征在于：所述的蓝宝石衬底(7)上面有直径为60微米的填满电镀金(8)的面列阵微孔；所述的碲镉汞材料(12)的下表面有一层阳极氧化层一(11)与ZnS抗反膜(10)，碲镉汞材料(12)晶片通过环氧树脂胶(9)与蓝宝石衬底(7)粘结在一起，碲镉汞材料(12)上表面有一层阳极氧化层二(13)；电路板通过井伸工艺与碲镉汞材料(12)和电镀金(8)连接，电路与芯片背面的电镀金(8)分别长有电路板铟柱(4)和芯片钢柱(5)，通过铟柱互连技术，使信号读出。 

所说的高占空比碲镉汞长波红外光电导面阵探测器制作工艺步骤如下： 

1、首先在用激光打孔机打的直径为60微米面阵微孔的蓝宝石衬底(7)上镀一层电镀金(8)后，处理电镀金(8)表面使双面如同蓝宝石原来那样平整。 

2、对碲镉汞(Hg_1-xCd_xTe)材料的第一面平整度去损伤处理，其中Hg_1-xCd_xTe中0.18≤x≤0.20，迁移率大于5E+4cm²·V^-1·s^-1，电子浓度小于7E+14cm^-3。生长厚度为 阳极氧化层一(11)，再长一层厚度为 的ZnS 抗反膜(10)后采用配制好的厚度为1～3μm环氧树脂胶(9)将已经处理完的碲镉汞材料与蓝宝石衬底粘贴在一起。 

3、对碲镉汞材料(12)的另一面减薄至10μm厚度、去损伤处理，在其表面生长上厚度为 的阳极氧化层二(13)。 

4、对处理好的碲镉汞材料(12)光刻后用氩离子刻穿碲镉汞，制备出对应的面阵孔。后采用专用溶解剂溶解掉环氧树脂胶后露出电镀金(8)阵列，随后长厚度为 芯片铬层(14)以及厚度为 金层(15)。 

5、然后光刻，处理掉露出的阳极氧化层再长井伸电极厚度为 的铟层(16)及厚度为 的芯片金层(17)； 

6、光刻，露出衬底蓝宝石背面电镀金(8)，在其上蒸镀芯片铟柱(5)阵列。 

7、在电路板蓝宝石基板(1)采用厚度为 电路板铬层(2)及厚度为 的电路板金层(3)作电极，制作电路后在需要的区域蒸镀电路板铟柱(4)阵列，以便与上述芯片互连。 

8、把长好铟柱阵列的芯片与长好铟柱阵列的电路互联。 

9、互连好后的器件灌上填充胶(6)，测试分析。 

本专利有以下几个优点：