一种集成式红外探测装置的制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种集成式红外探测装置的制备方法，通过在一块红外探测器芯片上集成凝视型和扫描型两种功能的芯片，形成既具有凝视成像功能又具有扫描成像功能的红外读出电路，能够快速切换成像模式，集成了凝视成像的实时性和扫描成像高灵敏度的优势，既提高了凝视探测的灵敏度问题，又改善了扫描探测的实时性问题，提高了红外探测系统的远程抗干扰和目标识别能力，大大提高了对红外探测器的利用率和实战能力，使整机红外探测系统的体积和功耗大大减小，大幅度降低了红外探测系统的成本，在机载、弹载等很多应用场合都有非常重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式红外探测装置的制备方法
本专利技术涉及红外探测
，尤其涉及一种集成式红外探测装置的制备方法。
技术介绍
目前红外凝视成像模式主要分为凝视成像以及扫描成像两种。凝视型成像模式中，红外探测器响应景物中的每一点对应一个探测器单元,凝视列阵在一个积分时间周期内对全视场积分,然后由信号处理装置依次，探测器“看”景物时间很长,而取出每个探测器的响应信号所需的时间很短，优势是大大提高了系统的快速响应能力,使目标图像能随目标机动变化,这对于红外成像跟踪系统是非常重要的。TDI型扫描红外探测器采用每条线列(行)同时采用多级时间TDI技术把串联扫描同一行单元的光电信号依次延迟并相加，具有更高的灵敏度。然而，随着军事应用的驱动，机载红外系统对红外探测器的的性能提出了更高的要求，包括：(1)兼顾提升探测距离与提高系统搜索频率，更远的探测距离和更快的搜索速度；(2)提高响应速度，缩短系统反应时间。(3)多功能集成，机载系统追求体积小、质量轻、功能强。这就需要集合凝视成像以及TDI扫描成像的优点，需要进一步提高其探测距离、响应速度以及探测精度等，需要集合凝视成像以及TDI扫描成像的优点，目前要实现两种功能，则需要采用两套红外系统，大大增加了红外系统的体积和重量，限制了其应用推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种集成式红外探测装置的制备方法，用以解决现有技术中为了同时实现凝视成像和TDI扫描成像的优点时导致大大增加了红外系统体积和重量，限制了其应用推广的问题。本专利技术是通过以下技术方案实现的，一种集成式红外探测装置的制备方法，包括：获取探测器芯片的布局版图，得到凝视面阵版图和扫描线阵版图；确定凝视成像读出电路和扫描成像读出电路，将所述凝视成像读出电路和扫描成像读出电路分别依据所述凝视面阵版图和扫描线阵版图，拼版至读出电路芯片上；将所述探测器芯片和所述读出电路芯片进行倒装互联，获得互联芯片；将所述互联芯片进行杜瓦封接获得集成式红外探测装置。优选的，在获取探测器芯片的布局版图之前，还包括制作所述探测器芯片；所述制作探测器芯片包括：在碲锌镉衬底生长长波碲镉汞层；对所述长波碲镉汞层通过P型退火获得p型层，并对所述p型层表面进行腐蚀及钝化处理，产生钝化膜；根据所述布局版图在带有钝化膜的p型层上进行光刻，形成凝视扫描阵列注入区，再通过B+注入获得n区，形成pn结；设置接触电极。优选的，所述将所述探测器芯片和所述读出电路芯片进行倒装互联之前，包括：在所述探测器芯片的所述接触电极上设置铟柱生长孔阵列；在所述铟柱生长孔阵列上制备铟柱阵列。优选的，所述将所述探测器芯片和所述读出电路芯片进行倒装互联，具体包括：通过所述布局版图在所述探测器芯片上绘制出与所述读出电路芯片上的凝视成像读出电路和扫描成像读出电路相对应的对准记号；将所述探测器芯片和读出电路芯片依据所述对准记号通过所述铟柱阵列进行倒装互联。优选的，所述凝视成像读出电路和扫描成像读出电路均设置成单边引出线的结构，以减小所述凝视成像读出电路和扫描成像读出电路之间拼缝的大小。优选的，所述扫描成像读出电路包括输入级Ⅰ、TDI扫描电路、输出级Ⅰ、偏置电路和数字控制电路Ⅰ；所述TDI扫描电路与像元阵列接合；所述输出级Ⅰ包括列选放大器和输出缓冲放大器，列选放大器在数字控制电路Ⅰ的控制下按序输出，输出缓冲放大器采用两级运放的结构；所述数字控制电路Ⅰ包括时序生成模块和串行数据模块，所述时序生成模块产生线列工作和信号传递的时序，所述串行数据模块生成数据字和控制字。优选的，所述凝视成像读出电路包括输入级Ⅱ、列处理电路、输出级Ⅱ和数字控制电路Ⅱ；所述列处理电路与像元阵列接合，列处理电路用于将电荷转换成电压；所述输出级Ⅱ由两级输出级缓冲器组成；所述数字控制电路Ⅱ用于生成凝视成像读出电路内部工作所需要的信号，从而控制信号逐行逐列输出。优选的，所述铟柱阵列中的每个铟柱与像元阵列中的每个像元一一对应设置。优选的，所述铟柱阵列中的每个铟柱回熔成铟缩球结构。优选的，所述列处理电路采用“乒乓”结构。本专利技术提供的集成式红外探测装置的制备方法的有益效果为：通过在红外探测器芯片上同时集成凝视型和扫描型两种功能的芯片，形成既具有凝视成像功能又具有扫描成像功能的红外读出电路，能够快速切换成像模式，集成了凝视成像的实时性和扫描成像高灵敏度的优势，既提高了凝视探测的灵敏度问题，又改善了扫描探测的实时性问题，提高了红外探测系统的远程抗干扰和目标识别能力，大大提高了对红外探测器的利用率和实战能力，使整机红外探测系统的体积和功耗大大减小，大幅度降低了红外探测系统的成本，在机载、弹载等很多应用场合都有非常重要的应用前景。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术提供的集成式红外探测装置的制备方法的流程示意图；图2为制作探测器芯片的流程示意图。图3为本专利技术实施例中M×N阵列规格探测器芯片布局图；图4为本专利技术实施例中集成式读出电路的设计框图；图5为本专利技术实施例中扫描成像读出电路的设计框图；图6为本专利技术实施例中凝视成像读出电路的设计框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。在此，为使本专利技术技术方案更加清晰明确，下面结合说明书附图1-6，对本专利技术的具体实施作详细说明：在本专利技术的一个实施例中，提供了一种集成式红外探测装置的制备方法，包括：获取探测器芯片的布局版图，得到凝视面阵版图和扫描线阵版图；确定凝视成像读出电路和扫描成像读出电路，将凝视成像读出电路和扫描成像读出电路分别依据凝视面阵版图和扫描线阵版图，拼版至读出电路芯片上；将探测器芯片和读出电路芯片进行倒装互联，获得互联芯片；将互联芯片进行杜瓦封接获得集成式红外探测装置。其中，在获取探测器芯片的布局版图之前，制作探测器芯片，制作探测器芯片包括：在碲锌镉衬底生长长波碲镉汞层；对长波碲镉汞层通过P型退火获得p型层，并对p型层表面进行腐蚀及钝化处理，产生钝化膜；根据布局版图在带有钝化膜的p型层上进行光刻，形成凝视扫描阵列注入区，再通过B+注入获得n区，形成pn结；设置接触电极；探测器芯片制作完成。将探测器芯片和读出电路芯片进行倒装互联之前，包括：在探测器芯片的接触电极上设置铟柱生长孔阵列，在铟柱生长孔阵列上制备铟柱阵列。优选的，将探测器芯片和读出电路芯片进行倒装互联，具体包括：通过布局版图在所述探测器芯片上绘制出与所述读出电路芯片上的凝视成像读出电路和扫描成像读出电路相对应的对准记号；将探测器芯片和读出电路芯片依据对准记号通过铟柱阵列进行倒装互联。优选的，凝视成像读出电路和扫描成像读本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成式红外探测装置的制备方法，其特征在于，包括：获取探测器芯片的布局版图，得到凝视面阵版图和扫描线阵版图；确定凝视成像读出电路和扫描成像读出电路，将所述凝视成像读出电路和扫描成像读出电路分别依据所述凝视面阵版图和扫描线阵版图，拼版至读出电路芯片上；将所述探测器芯片和所述读出电路芯片进行倒装互联，获得互联芯片；将所述互联芯片进行杜瓦封接获得集成式红外探测装置。

【技术特征摘要】
1.一种集成式红外探测装置的制备方法，其特征在于，包括：获取探测器芯片的布局版图，得到凝视面阵版图和扫描线阵版图；确定凝视成像读出电路和扫描成像读出电路，将所述凝视成像读出电路和扫描成像读出电路分别依据所述凝视面阵版图和扫描线阵版图，拼版至读出电路芯片上；将所述探测器芯片和所述读出电路芯片进行倒装互联，获得互联芯片；将所述互联芯片进行杜瓦封接获得集成式红外探测装置。2.根据权利要求1所述的集成式红外探测装置的制备方法，其特征在于，在获取探测器芯片的布局版图之前，还包括制作所述探测器芯片；所述制作探测器芯片包括：在碲锌镉衬底生长长波碲镉汞层；对所述长波碲镉汞层通过P型退火获得p型层，并对所述p型层表面进行腐蚀及钝化处理，产生钝化膜；根据所述布局版图在带有钝化膜的p型层上进行光刻，形成凝视扫描阵列注入区，再通过B+注入获得n区，形成pn结；设置接触电极。3.根据权利要求2所述的集成式红外探测装置的制备方法，其特征在于，所述将所述探测器芯片和所述读出电路芯片进行倒装互联之前，包括：在所述探测器芯片的所述接触电极上设置铟柱生长孔阵列；在所述铟柱生长孔阵列上制备铟柱阵列。4.根据权利要求3所述的集成式红外探测装置的制备方法，其特征在于，所述将所述探测器芯片和所述读出电路芯片进行倒装互联，具体包括：通过所述布局版图在所述探测器芯片上绘制出与所述读出电路芯片上的凝视成像读出电路和扫描成像读出电路相对应的对准记号；将所述探测器芯片和读出电路芯片依据所述对准记号通过所述铟柱阵列进行倒...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铭，喻松林，周立庆，孙浩，周朋，王静，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11