一種紅外探測器芯片的制備方法及卡齒輔助結構技術

本發明專利技術公開了一種用于制備紅外探測器芯片的卡齒輔助結構，加工于讀出電路和光敏芯片，讀出電路與光敏芯片倒焊連接，包括板件、若干凸起單元和若干凹坑單元。若干凸起單元與若干凹坑單元均設于板件的同一平面上。若干凸起單元按序依次排列，相鄰兩個凸起單元之間形成凹坑單元。相鄰的凸起單元與凹坑單元相互配合呈齒狀排布。讀出電路與光敏芯片之間形貌互耦，互耦處為凸起單元與相對應的凹坑單元相互匹配耦合連接。本發明專利技術可同時顯著降低加工工藝對小尺寸銦柱焊點形貌一致性、大陣列倒焊偏移量，以及倒焊間隙可控性的苛刻要求，解決大陣列小像素紅外探測器芯片倒焊技術難題，進而降低紅外探測器成本，提高生產效率。提高生產效率。提高生產效率。

【技術實現步驟摘要】
一種紅外探測器芯片的制備方法及卡齒輔助結構


[0001]本專利技術屬于芯片制造領域，尤其涉及一種紅外探測器芯片的制備方法及卡齒輔助結構。

技術介紹

[0002]倒裝焊(簡稱倒焊)是一種先進半導體封裝工藝技術，該技術在高頻率、高速、高I/O端口數集成電路芯片以及在基于異質材料的發光、探測和功率半導體器件領域應用廣泛。紅外探測器芯片作為紅外成像系統的核心器件，通常由硅基讀出電路和紅外光敏芯片(通常為化合物半導體材料)組成，兩部分通過預沉積一一對應的銦焊點，再通過倒焊技術實現對應銦焊點電學互連。成像工作原理為：光敏芯片將被探測場景中不同溫度目標發射的紅外光通過光電效應轉換為電子，讀出電路將電子轉換為成像系統可用的電壓信號并按照設定的時序要求規律輸出，用戶即可獲得目標的紅外圖像。紅外成像系統具有被動探測隱蔽性好、溫度分辨率高、不受可見光能見度影響、可24小時全天候監控等突出優點，被廣泛應用于告警、制導、測溫、工業探傷、夜視安防、資源探測等軍民領域各類場景。
[0003]為獲得更高清的探測畫面和更遠的探測距離，國內紅外探測器陣列正逐步邁向百萬像素規模，像素陣列規模擴大的同時還必須同步縮小像素尺寸以確保更高的像素密度，否則單純的超大像素陣列規模將導致極大的紅外成像系統成本，最終必將阻礙大陣列探測器的應用。當前國內紅外探測器產品主流像素尺寸為15微米，像素尺寸15微米以下探測器正逐步走向市場，影響其大規模應用的關鍵難題之一為亞微米量級偏移量的倒焊技術，與該技術相關的核心要點包括：小尺寸銦焊點形貌一致性、大陣列倒焊偏移量和倒焊間隙，器件上的表現則為導通率不達標，工藝可靠性不穩定。

技術實現思路

[0004]本專利技術的技術目的是提供一種紅外探測器芯片的制備方法及卡齒輔助結構，以解決現有技術中導通率低、工藝不穩定的問題。
[0005]為解決上述問題，本專利技術的技術方案為：
[0006]一種用于制備紅外探測器芯片的卡齒輔助結構，加工于讀出電路和光敏芯片，讀出電路與光敏芯片倒焊連接，包括：
[0007]板件、若干凸起單元和若干凹坑單元；若干凸起單元與若干凹坑單元均設于板件的同一平面上；若干凸起單元按序依次排列，相鄰兩個凸起單元之間形成凹坑單元；相鄰的凸起單元與凹坑單元相互配合呈齒狀排布；
[0008]讀出電路與光敏芯片之間形貌互耦，互耦處為兩側的凸起單元與相對應的凹坑單元相互匹配耦合連接，實現互耦。
[0009]其中，凸起單元和凹坑單元由刻蝕工藝得到，且刻蝕角度大于85
°
。
[0010]具體地，位于互耦處時，凸起單元的凸起高度與凹坑單元的凹坑深度的差值為倒焊工藝所需的倒焊后間隙；凸起單元的凸起邊長與凹坑邊長的差值為倒焊工藝所需的倒焊
后偏移量。
[0011]一種紅外探測器芯片的制備方法，應用有上述任意一項的用于制備紅外探測器芯片的卡齒輔助結構，包括如下步驟：通過刻蝕工藝構建置于讀出電路與光敏芯片指定位置的卡齒輔助結構，其中，讀出電路與光敏芯片上至少各置有3個卡齒輔助結構，且3個卡齒輔助結構不得處于同一直線上，將讀出電路與光敏芯片通過倒焊工藝耦合連接。
[0012]具體地，分別在讀出電路和光敏芯片上的指定位置進行原位刻蝕加工，以得到設置有所述卡齒輔助結構的讀出電路和光敏芯片。
[0013]其中，將卡齒輔助結構獨立刻蝕加工后，再置于讀出電路與光敏芯片的指定位置，卡齒輔助結構獨立加工的材質與相對應放置的讀出電路或光敏芯片的材質相一致。
[0014]其中，指定位置為讀出電路與光敏芯片的耦合連接位置。
[0015]較優地，將卡齒輔助結構分別加工置于讀出電路和光敏芯片的四角，且位于四角的兩側卡齒輔助結構一一耦合對應。
[0016]本專利技術由于采用以上技術方案，使其與現有技術相比具有以下的優點和積極效果：
[0017]本專利技術可同時顯著降低加工工藝對小尺寸銦柱焊點形貌一致性、大陣列倒焊偏移量，以及倒焊間隙可控性的苛刻要求，解決大陣列小像素紅外探測器芯片倒焊技術難題，進而降低紅外探測器成本，提高生產效率。
附圖說明
[0018]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本專利技術的限制。
[0019]圖1為本專利技術的一種紅外探測器芯片的制備方法的流程示意圖
[0020]圖2為本專利技術的一種卡齒輔助結構的俯視圖(a)、側視圖(b)；
[0021]圖3為本專利技術的與圖1互耦的另一卡齒輔助結構的俯視圖(a)、側視圖(b)；
[0022]圖4為本專利技術的卡齒輔助結構置于讀出電路(a)和光敏芯片(b)的示意圖；
[0023]圖5為本專利技術讀出電路與光敏芯片倒焊過程圖，倒焊前(a)，倒焊后(b)。
具體實施方式
[0024]為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對照附圖說明本專利技術的具體實施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實施方式。
[0025]為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與本專利技術相關的部分，它們并不代表其作為產品的實際結構。另外，以使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結構或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標出了其中的一個。在本文中，“一個”不僅表示“僅此一個”，也可以表示“多于一個”的情形。
[0026]以下結合附圖和具體實施例對本專利技術提出的一種紅外探測器芯片的制備方法及卡齒輔助結構作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本專利技術的優點和特征將更
清楚。
[0027]實施例
[0028]參看圖1至圖5，本實施例提供了一種紅外探測器芯片的制備方法及卡齒輔助結構，本實施例通過在讀出電路和光敏芯片兩側分別引入高精度的卡齒輔助結構，從而顯著降低加工工藝對小尺寸銦柱焊點形貌一致性和大陣列倒焊技術要求，確保倒焊工藝良率。通過卡齒輔助結構的互耦將大陣列紅外芯片銦焊點工藝加工和倒焊對準精度難題前移，將倒焊工藝考量的倒焊間隙、偏移量提前設計并體現在卡齒輔助結構內，并且不再對倒焊壓力敏感，該輔卡齒輔助結構既可以在讀出電路和光敏芯片兩側原位制備，也可以獨立預加工后再分別置于讀出電路和光敏芯片指定位置。
[0029]參看圖2和圖3，卡齒輔助結構包括板件、若干凸起單元和若干凹坑單元。凸起單元與凹坑單元均設于板件的同一平面上，即沿板件的X
?
Y平面分布。通過Z方向上的凸起與凹坑來實現精準互耦，即讀出電路與光敏芯片之間形貌互耦，可以理解為，互耦處為兩側的凸起單元與相對應的凹坑單元相互匹配耦合連接，實現互耦。具體為，凸起單元按序依次排列，相鄰兩個凸起單元之間形成凹坑單元，從而相鄰的凸起單元與凹坑單元從側面看呈現出相互配合的齒狀排布。
[0030]由于板件的X
?
Y平面上的本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種用于制備紅外探測器芯片的卡齒輔助結構，加工于讀出電路和光敏芯片，讀出電路與光敏芯片倒焊連接，其特征在于，包括：板件、若干凸起單元和若干凹坑單元；若干所述凸起單元與若干凹坑單元均設于所述板件的同一平面上；若干所述凸起單元按序依次排列，相鄰兩個所述凸起單元之間形成所述凹坑單元；相鄰的所述凸起單元與所述凹坑單元相互配合呈齒狀排布；讀出電路與光敏芯片之間形貌互耦，互耦處為兩側的所述凸起單元與相對應的所述凹坑單元相互匹配耦合連接，實現互耦。2.根據權利要求1所述的用于制備紅外探測器芯片的卡齒輔助結構，其特征在于，所述凸起單元和所述凹坑單元由刻蝕工藝得到，且刻蝕角度大于85
°
。3.根據權利要求1所述的用于制備紅外探測器芯片的卡齒輔助結構，其特征在于，位于互耦處時，所述凸起單元的凸起高度與所述凹坑單元的凹坑深度的差值為倒焊工藝所需的倒焊后間隙；所述凸起單元的凸起邊長與所述凹坑邊長的差值為倒焊工藝所需的倒焊后偏移量。4.一種紅外探測器芯片的制備方法，應用有如權利要求1至3任意一項所述的用于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：雷華偉，季小好，胡俊杰，馬駿，
申請(專利權)人：浙江拓感科技有限公司，
類型：發明
國別省市：