专利名称：碲镉汞红外光电探测器微小光敏元芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光电器件，钝化覆盖层。具体是指碲镉汞红外光电探测器微小光敏元芯片的钝化覆盖层。
背景技术：
碲镉汞红外光电探测器的表面钝化工艺一直是器件制备过程中的关键技术，探测器表面的钝化膜，不仅保护了探测器在存储和使用过程中免受外界的各种环境与化学物质的侵扰，而且对提高探测器的响应率、稳定性和可靠性有重要贡献。目前碲镉汞红外光电探测器光敏元芯片的表面有钝化膜保护，而侧面是裸露的，没有钝化膜的保护。这种芯片随着光敏面面积的减小，当外界环境发生变化时，对器件性能影响逐渐增大。通过分析发现主要原因是芯片侧面的裸露，由于碲镉汞材料通常有10微米左右厚，因此，微小面积芯片的侧面积与光敏元面积比占有相当大的比例，例如，中间开窄缝的光敏元面积为0.25×0.27mm，其侧面积占光敏元面积62％。当外界环境发生变化时，裸露的HgCdTe侧表面首先发生变化，最终影响探测器的性能，侧面积占光敏元表面积比例愈大，对其性能影响也就愈大。
发明内容
基于上述已有微小光敏元芯片存在的侧面裸露对器件性能影响的问题，本实用新型的目的是提出一种侧面不裸露的微小光敏元芯片，使其免受外界环境的影响而导致器件性能的下降。
为了达到上述目的，本实用新型的微小光敏元芯片，包括衬底1，通过环氧胶与衬底牢固结合的碲镉汞片3，与环氧胶接触的碲镉汞片表面有一下钝化层2，碲镉汞片的中间为光敏元区，二侧为电极区，光敏元区上有一上钝化层4，在电极区上有一铟金电极层5，其特征在于在碲镉汞片3裸露的侧面覆盖有一侧面钝化层6。所说的侧面钝化层的厚度与上、下钝化层的厚度相等。所说的侧面钝化层和上、下钝化层均为阳极氧化钝化层。所说的碲镉汞片厚度为9-11μm，光敏元面积为≤0.07mm2。
我们对上述结构的探测器做了加温烘烤对比试验，从探测器的电阻、响应率、探测率、噪声等发生变化的情况来看，发现有侧面钝化的微小面积器件在热稳定性，抗环境干扰与长期存放等可靠性指标有明显的优势，这一点就是本发明的最大效果。
图1为本实用新型的微小光敏元芯片的立体结构示意图。
图2为图1的A-A剖面立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明本实用新型的制备工艺区别在于通常的表面钝化工艺是在芯片加工过程中整片大面积集成完成的，工艺较简单。而芯片侧面增加钝化层，钝化工艺是要在芯片成型后再集成进行的。其过程如下首先对碲镉汞片3的一表面去损伤处理，在其表面长上一层80纳米厚的下阳极氧化钝化层2。
用低温环氧胶将碲镉汞片生长有钝化膜的一面与兰宝石衬底1粘贴在一起，充分固化，保证粘贴强度。
对粘贴好的碲镉汞片的上表面减薄去损伤处理，碲镉汞片的厚度应控制在10微米左右。
在上表面长上一层较薄的过度钝化膜，目的是在进行后面的工艺时不直接对碲镉汞片表面引进损伤。
根据设计要求，采用光刻、氩离子刻蚀等工艺刻蚀出集成化的单元、双元或多元的几何图形。
用盐酸等溶液去除防损伤的过度钝化膜，再用溴+乙醇去除工艺中可能引进的损伤，如氩离子刻蚀带来的侧面损伤。
除电极区外，对碲镉汞片的表面与侧面进行氧极氧化钝化，生成一层80纳米厚的阳极氧化层，此厚度的阳极氧化钝化层颜色为紫蓝色。
再进行光刻、漂腐、在电极区表面长铟金电极层5。然后切割分离形成侧面也有钝化层的器件芯片。
权利要求1.一种碲镉汞红外光电探测器微小光敏元芯片，包括衬底(1)，通过环氧胶与衬底牢固结合的碲镉汞片(3)，与环氧胶接触的碲镉汞片表面有一下钝化层(2)，碲镉汞片的中间为光敏元区，二侧为电极区，光敏元区上有一上钝化层(4)，在电极区上有一铟金电极层(5)，其特征在于在碲镉汞片(3)裸露的侧面覆盖有一侧面钝化层(6)。
2.根据权利要求1的一种碲镉汞红外光电探测器微小光敏元芯片，其特征在于所说的侧面钝化层(6)的厚度与上、下钝化层(2、4)的厚度相等。
3.根据权利要求1的一种碲镉汞红外光电探测器微小光敏元芯片，其特征在于所说的侧面钝化层和上、下钝化层均为阳极氧化钝化层。
4.根据权利要求1的一种碲镉汞红外光电探测器微小光敏元芯片，其特征在于所说的碲镉汞片厚度为9-11μm，光敏元面积为≤0.07mm2。
专利摘要本实用新型公开了一种碲镉汞红外光电探测器微小光敏元芯片，包括衬底，通过环氧胶与衬底牢固结合的碲镉汞片，与环氧胶接触的碲镉汞片表面有一下钝化层，碲镉汞片的中间为光敏元，二侧为电极区，其特征在于在碲镉汞片裸露的侧面覆盖有一侧面钝化层。由于有了侧面钝化层，探测器的电阻、响应率、探测率、噪声等指标明显优于无侧面钝化层的探测器。
文档编号G01J1/02GK2760760SQ200420114090
公开日2006年2月22日 申请日期2004年12月13日 优先权日2004年12月13日
发明者朱龙源, 李向阳, 宋润秋, 刘诗嘉 申请人:中国科学院上海技术物理研究所