[发明专利]背入射式量子阱红外探测器单元器件封装装置及方法

说明书

本发明公开了一种背入射式量子阱红外探测器单元器件的封装装置及方法，该方法由以下步骤实现：用粘合剂将量子阱红外探测器单元器件及陶瓷片粘在热沉上；用金丝压焊的方法将量子阱红外探测器单元器件上的不同电极引出到陶瓷片上；用焊锡将引出线焊在陶瓷片上；用螺丝将热沉固定在金属适配器上；用螺丝将适配器固定在杜瓦冷指上；将引出线的另一端焊在杜瓦接线柱上，从而将量子阱红外探测器单元器件上的不同电极引出杜瓦。本发明通过特定形状的适配器与热沉相配合，实现光栅耦合的量子阱红外探测器单元器件的杜瓦封装，因为和面阵器件采用相同的光耦合方式，因此可以更精确的预估面阵器件的特性。

技术领域

本发明涉及半导体器件的封装测试技术领域，尤其涉及一种背入射式量子阱红外探测器单元器件封装装置及方法。

背景技术

量子阱红外探测器，是近年来探测器方面研究的焦点之一。其原理是利用不同带隙的宽带隙材料交替生长，形成量子阱结构，利用量子阱中的子带跃迁，制成红外探测器。其利用III-V族材料成熟的生长工艺，易于实现均匀的大面阵探测器。

量子阱红外探测器需要在低温下工作，因此必须封装在杜瓦中。由于量子跃迁选择定则，量子阱红外探测器不能吸收正入射的光辐射，必须采用光耦合结构。对于面阵器件，通常在表面制作光栅结构来耦合入射光，然后与读出电路互连，封装入杜瓦，面阵上的电极通过读出电路引出。

为了制作面阵器件，需要先制作量子阱红外探测器单元器件，对材料进行验证并对面阵器件特性进行预估。单元器件测试中，通常采用45度角的耦合方式，这种方式虽然封装简单，但是由于和面阵器件耦合方式不同，因此不能通过单元器件特性准确预估面阵器件的特性。如果单元器件采用光栅耦合，因为器件背面为入光面且无读出电路，所以器件正面既要和杜瓦冷指接触又要引出电极，工艺上无法直接实现。为了解决这一难题，本发明通过一中间掏空的适配器与热沉相配合，使单元器件上的热量通过热沉和适配器传到杜瓦冷指上，而且由于适配器与陶瓷片及单元器件存在厚度差，因此正面电极可以正常引出。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种背入射式量子阱红外探测器单元器件封装装置及方法，通过特定形状的适配器与热沉相配合，实现光栅耦合的量子阱红外探测器单元器件的杜瓦封装。

本发明提供了一种背入射式量子阱红外探测器单元器件封装装置，该装置包括：

一量子阱红外探测器单元器件，其背面为衬底，正面具有不同引出电极，光从探测器背面入射；

陶瓷片，正面生长有合金材料；

一热沉，量子阱红外探测器单元器件背面部分固定在该热沉上，陶瓷片背面固定在该热沉上；

金丝，一端连在量子阱红外探测器单元器件正面，另一端连在陶瓷片正面；

一带有缺口的金属适配器，与热沉固定有器件的一面接触，该热沉上固定的器件位于该金属适配器缺口内，实现量子阱红外探测器单元器件正面电极的引出；

一杜瓦冷指，将金属适配器未接触热沉的一面与杜瓦冷指接触；

引出线，其一端焊在陶瓷片正面，另一端焊在杜瓦接线柱上；

杜瓦接线柱，通过与引出线相连，将量子阱红外探测器单元器件的电极引出杜瓦。

进一步的，量子阱红外探测器单元器件材料包括：

GaAs衬底上生长GaAs/AlGaAs量子阱、InGaAs/GaAs量子阱、InGaAs/AlGaAs量子阱或其组合。

进一步的，量子阱红外探测器单元器件正面包括耦合光栅。

进一步的，陶瓷片正面材料包括以下至少一种：

钛铂金、钛金、镍金合金材料或其组合。