一种制冷型红外探测器芯片及制造方法与流程

本发明属于芯片制造，具体涉及一种制冷型红外探测器芯片及制造方法。

背景技术：

1、随着芯片制造技术和微电子技术的飞速发展，红外探测器研制领域衍生出了一些新概念，红外探测器也从第一代以单元、多元探测为主，逐渐发展到今天的第三代焦平面探测器。目前对于第三代红外探测器分类虽然没有很明确的界定，但业内普遍认可的特征为：大规模、高分辨率、多波段、高集成、轻型化和低成本。

2、红外焦平面探测器尤其是制冷型红外焦平面探测器以其独特的优势在航空航天、国防技术以及民用领域得到了广泛应用。但由于制冷型红外探测器工作在低温环境中，且其结构为上下两层结构，上下两层结构通过铟柱互连的方式实现电学性能连接，这种特殊的结构以及低温环境导致芯片的稳定性成为了一个不得不考虑的问题，特别是当芯片比较薄时更容易发生碎裂，为了增加整个芯片模块的稳定性，通常需要在光敏元阵列和读出电路之间填充胶。底充胶的填充可以约束芯片和基板之间的相对移动，减小材料间的热失配，增加器件的使用寿命，同时底充胶还可以起到保护芯片免受污染和提高焊点的热疲劳寿命的作用。

3、底充胶填充工艺的原理是借助毛细血管扩散作用，使胶在光敏阵列单元和读出电路之间实现填充，随着红外焦平面面阵逐渐扩大，底充胶会产生底部充胶不完全的状态。传统的芯片周围无特殊结构，充胶过程中胶水的流向无法控制，在大面阵充胶时会导致上下结构之间的气体无法完全排出，从而造成某些芯片阵列单元底部处于胶缺失状态，致使芯片的响应率存在不均匀性。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种制冷型红外探测器芯片及制造方法，使芯片中填充的胶水流向得到控制，内部的气体可沿一定的流向排出，达到实现充胶均匀性的目的。

2、为达到上述目的，本发明技术方案是：

3、一种制冷型红外探测器芯片，包括，光敏元阵列；读出电路，所述读出电路位于所述光敏元阵列下方；以及，铟柱阵列，所述铟柱阵列设置在所述光敏元阵列与所述读出电路之间，所述铟柱阵列的上下两端分别连接所述光敏元阵列与所述读出电路；所述铟柱阵列之间存在铟柱间隙，所述铟柱间隙用于填充胶水；所述读出电路包括导流凸起部，所述导流凸起部设置在所述读出电路的顶面，所述导流凸起部以非封闭形式包裹所述铟柱阵列，所述导流凸起部的非封闭位置形成非封闭区域。

4、上述制冷型红外探测器芯片中，所述导流凸起部包括第一边和第二边；所述第一边和所述第二边分别与所述铟柱阵列的对应侧边平行，所述第一边的第一端和所述第二边的第一端垂直连接，所述第一边和所述第二边未相互连接的第二端构成非封闭区域。

5、本发明的一优选实施例中，所述第一边和所述第二边的长度大于所述光敏元阵列的对应侧边长度。

6、本发明的另一优选实施例中，所述第一边和所述第二边与所述光敏元阵列之间形成灌胶间隙。

7、本发明的另一优选实施例中，所述导流凸起部还包括第三边和第四边；所述第三边213的第一端垂直连接于所述第一边的第二端，所述第四边的第一端垂直连接于所述第二边的第二端，所述第三边的第二端与所述第四边的第二端不连接，所述第三边的第二端和所述第四边的第二端之间构成了非封闭区域。

8、本发明的另一优选实施例中，所述第三边和所述第四边分别与所述铟柱阵列的对应侧边平行，且所述第三边和所述第四边的长度小于所述光敏元阵列的对应侧边长度。

9、本发明的另一优选实施例中，所述导流凸起部的顶面高度与所述光敏元阵列的下表面平齐。

10、上述制冷型红外探测器芯片中，所述铟柱阵列包括光敏元铟柱阵列、以及读出电路铟柱阵列；所述光敏元铟柱阵列设置在所述光敏元阵列的底面，所述读出电路铟柱阵列设置在所述读出电路的顶面，所述光敏元铟柱阵列和所述读出电路铟柱阵列的位置上下一一对应。

11、以及，一种制冷型红外探测器芯片的制造方法，制造上述所述的制冷型红外探测器芯片，所述导流凸起部通过在所述读出电路上进行光刻沉积金属薄膜的方式形成。

12、一种制冷型红外探测器芯片的制造方法中，包括，步骤s1，在光敏材料上进行光刻生成台面图形，使用干法刻蚀的方式形成光敏元阵列；步骤s2，在读出电路的表面进行光刻，形成电路，并通过金属薄膜沉积的方式形成导流凸起部；步骤s3，光刻电极孔，采用热蒸发的方式进行电极生长,在光敏元阵列和读出电路的结构表面分别形成光敏元铟柱阵列和读出电路铟柱阵列；步骤s4，采用倒焊互连的方式连接光敏元铟柱阵列和读出电路铟柱阵列，实现光敏元阵列和读出电路之间的电连接；步骤s5，在导流凸起部与光敏元阵列之间的灌胶间隙填充胶水，足量的胶水扩散至整个铟柱间隙区域中。

13、有益效果，本发明的制冷型红外探测器芯片，通过在铟柱阵列外侧设置导流凸起部，在对制冷型探测器芯片进行灌胶时达到对胶水进行引流的作用，限制胶水流向，控制气体的排出方向沿光敏元阵列的对角方向，从而更有效的排出气体，避免制冷型红外探测器芯片填充胶水的区域存在非充胶状态。同时，足量的胶水沿填充区域流动，使填充更加均匀，保证整个阵列像元性能的均一性。

14、为让发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

技术特征：

1.一种制冷型红外探测器芯片，包括，光敏元阵列；读出电路，所述读出电路位于所述光敏元阵列下方；以及，铟柱阵列，所述铟柱阵列设置在所述光敏元阵列与所述读出电路之间，所述铟柱阵列的上下两端分别连接所述光敏元阵列与所述读出电路；其特征在于，

2.如权利要求1所述一种制冷型红外探测器芯片，其特征在于，所述导流凸起部包括第一边和第二边；

3.如权利要求2所述一种制冷型红外探测器芯片，其特征在于，所述第一边和所述第二边的长度大于所述光敏元阵列的对应侧边长度。

4.如权利要求2所述一种制冷型红外探测器芯片，所述第一边和所述第二边与所述光敏元阵列之间形成灌胶间隙。

5.如权利要求2-4中任一项所述一种制冷型红外探测器芯片，其特征在于，所述导流凸起部还包括第三边和第四边；

6.如权利要求5所述一种制冷型红外探测器芯片，其特征在于，所述第三边和所述第四边分别与所述铟柱阵列的对应侧边平行，且所述第三边和所述第四边的长度小于所述光敏元阵列的对应侧边长度。

7.如权利要求1所述一种制冷型红外探测器芯片，其特征在于，所述导流凸起部的顶面高度与所述光敏元阵列的下表面平齐。

8.如权利要求1所述一种制冷型红外探测器芯片，其特征在于，所述铟柱阵列包括光敏元铟柱阵列、以及读出电路铟柱阵列；

9.一种制冷型红外探测器芯片的制造方法，其特征在于，制造如权利要求1-8中任一项所述的制冷型红外探测器芯片，所述导流凸起部通过在所述读出电路上进行光刻沉积金属薄膜的方式形成。

10.如权利要求9所述一种制冷型红外探测器芯片的制造方法，其特征在于，包括，

技术总结
本发明涉及芯片制造领域，具体涉及一种制冷型红外探测器芯片及制造方法，包括，光敏元阵列；读出电路，读出电路位于光敏元阵列下方；以及，铟柱阵列，铟柱阵列设置在光敏元阵列与读出电路之间，铟柱阵列的上下两端分别连接光敏元阵列与读出电路；铟柱阵列之间存在铟柱间隙，铟柱间隙用于填充胶水；读出电路包括导流凸起部，导流凸起部设置在读出电路的顶面，导流凸起部以非封闭形式包裹铟柱阵列，导流凸起部的非封闭位置形成非封闭区域。本发明的制冷型红外探测器芯片，通过设置导流凸起部，在灌胶时达到对胶水引流的作用，限制胶水流向，从而更有效的排出气体，胶水沿填充区域流动，使填充更加均匀，保证阵列像元性能的均一性。

技术研发人员：徐志成,赵青
受保护的技术使用者：中科爱毕赛思（常州）光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31