解决量子阱红外探测器阵列与读出电路之间应力的方法技术

一种解决量子阱红外探测器阵列与读出电路之间应力的方法，包括如下步骤：在一衬底上制作多量子阱红外探测器材料；在多量子阱红外探测器材料上按照预定间距向下刻蚀，形成多个像元之间的隔离槽，刻蚀深度至衬底内；在刻蚀隔离槽后的多量子阱红外探测器材料上制作In柱；将一读出电路置放在In柱上，使多量子阱红外探测器材料和读出电路通过In柱互连；在In柱的周围灌注胶，胶的作用是互连固化；把衬底第一次减薄；将衬底抛光，第二次减薄；继续腐蚀衬底，第三次减薄，直至暴露出衬底上的隔离槽，各像元完全隔离，完成制备。本发明专利技术可以使像元间完全隔离，更加有效的释放热应力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件
，特别是指一种解决量子阱红外探测器阵列与读出电路之间应力的方法。技术背景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。通过调节阱宽、势垒高度，即III-V族化合物的组份，就可以调节量子阱中子带的位置，进而调节探测器的响应波长。利用III-V族材料成熟的生长工艺，易于实现大面阵及多色探测。量子阱红外探测器阵列工作时必须和Si读出电路互连，并在低温下工作。由于量子阱红外探测器所使用的GaAs材料与Si读出电路在低温下存在热失配，热应力会导致器件严重的劣化和失效，因此减少和解决材料之间的热应力是提高器件可靠性的重要技术之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种解决量子阱红外探测器阵列与读出电路之间应力的方法，通过隔离槽深刻蚀并背面多次减薄的方法，可以精确减薄GaAs材料，使材料厚度为10-15微米，趋于柔性化，减小热失配；同时使像元间完全隔离，更加有效的释放热应力。本专利技术提供一种解决量子阱红外探测器阵列与读出电路之间应力的方法，包括如下步骤：步骤1：在一衬底上制作多量子阱红外探测器材料；步骤2：在多量子阱红外探测器材料上按照预定间距向下刻蚀，形成多个像元之间的隔离槽，刻蚀深度至衬底内；步骤3：在刻蚀隔离槽后的多量子阱红外探测器材料上制作In柱；步骤4：将一读出电路置放在In柱上，使多量子阱红外探测器材料和读出电路通过In柱互连；步骤5：在In柱的周围灌注胶，胶的作用是互连固化；步骤6：把衬底第一次减薄；步骤7：将衬底抛光，第二次减薄；步骤8：继续腐蚀衬底，第三次减薄，直至暴露出衬底上的隔离槽，各像元完全隔离，完成制备。本专利技术的有益效果是，在量子阱红外探测器阵列上通过深刻蚀隔离槽和衬底减薄的方式，使像元完全隔离，有效的释放探测器材料和读出电路材料之间的热应力，减少器件劣化，提高器件的可靠性。附图说明为了进一步说明本专利技术的
技术实现思路
，以下结合附图及实施例对本专利技术详细说明如后，其中：图1为本专利技术的方法流程图；图2-图5为本专利技术制作方法的结构示意图。具体实施方式请参照图1，并结合参照图2-图5，本专利技术提供了一种解决量子阱红外探测器阵列与读出电路之间应力的方法，包括如下步骤：步骤1：在一衬底12上制作多量子阱红外探测器材料11，所述衬底12为GaAs衬底，所述的多量子阱红外探测器材料11由多量子阱材料及相应的导电层组成，其中多量子阱材料为GaAs/AlGaAs多量子阱、InGaAs/AlGaAs多量子阱中的一种或兼有两种，其中多量子阱材料中各种材料的厚度和组份可根据红外探测器实际需要探测的波段而调节，其中导电层为掺杂的GaAs材料，所述制作多量子阱红外探测器材料11的方法是采用MBE或MOCVD外延的方法。步骤2：在多量子阱红外探测器材料11上按照预定间距向下刻蚀，形成多个像元之间的隔离槽21，刻蚀深度至衬底12内，所述的隔离槽21的刻蚀深度为10-15微米，所述的刻蚀隔离槽21，采用的是干法刻蚀的方法；步骤3：在刻蚀隔离槽21后的多量子阱红外探测器材料11上制作In柱31，其中In柱31的制作方法是采用蒸发或电镀的方法；步骤4：将一读出电路33置放在In柱31上，使多量子阱红外探测器材料11和读出电路33通过In柱31互连，所述的读出电路33的材料为Si：步骤5：在In柱31的周围灌注胶32，胶32的作用是互连固化；步骤6：把衬底12第一次减薄，所述的衬底12第一次减薄，是采用机械研磨的方法，使用的研磨液为氧化铝粉的水溶液，调节氧化铝和水的配比浓度可以调节减薄的速度，第一次减薄衬底12剩余的厚度为75-85微米；步骤7：将衬底12抛光，第二次减薄，所述的衬底12第二次减薄，是采用化学机械抛光的方法，可以去除机械研磨的损伤，第二次减薄衬底12剩余的厚度为30-40微米；步骤8：继续腐蚀衬底12，第三次减薄，直至暴露出衬底12上的隔离槽21，各像元完全隔离，所述的衬底12第三次减薄，采用的是湿法腐蚀的方法，其是采用酸或氨水与双氧水的混合物作为腐蚀液，调节腐蚀液的配比可以调节腐蚀的速度和表面形貌，第三次减薄衬底12剩余的厚度为10-15微米，完成制备。其中所述的衬底12上制作多量子阱红外探测器材料11后，由隔离槽21将多量子阱红外探测器材料11分割成多个探测器像元，各个像元在电学上是完全独立的，没有共用的电极。以上所述的具体实施例，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解决量子阱红外探测器阵列与读出电路之间应力的方法，包括如下步骤：步骤1：在一衬底上制作多量子阱红外探测器材料；步骤2：在多量子阱红外探测器材料上按照预定间距向下刻蚀，形成多个像元之间的隔离槽，刻蚀深度至衬底内；步骤3：在刻蚀隔离槽后的多量子阱红外探测器材料上制作In柱；步骤4：将一读出电路置放在In柱上，使多量子阱红外探测器材料和读出电路通过In柱互连；步骤5：在In柱的周围灌注胶，胶的作用是互连固化；步骤6：把衬底第一次减薄；步骤7：将衬底抛光，第二次减薄；步骤8：继续腐蚀衬底，第三次减薄，直至暴露出衬底上的隔离槽，各像元完全隔离，完成制备。

【技术特征摘要】
1.一种解决量子阱红外探测器阵列与读出电路之间应力的方法，包括如下步骤：步骤1：在一衬底上制作多量子阱红外探测器材料；步骤2：在多量子阱红外探测器材料上按照预定间距向下刻蚀，形成多个像元之间的隔离槽，刻蚀深度至衬底内；步骤3：在刻蚀隔离槽后的多量子阱红外探测器材料上制作In柱；步骤4：将一读出电路置放在In柱上，使多量子阱红外探测器材料和读出电路通过In柱互连；步骤5：在In柱的周围灌注胶，胶的作用是互连固化；步骤6：把衬底第一次减薄；步骤7：将衬底抛光，第二次减薄；步骤8：继续腐蚀衬底，第三次减薄，直至暴露出衬底上的隔离槽，各像元完全隔离，完成制备。2.根据权利要求1所述的解决量子阱红外探测器阵列与读出电路之间应力的方法，其中所述的隔离槽的刻蚀深度为10-15微米。3.根据权利要求1所述的解决量子阱红外探测器阵列与读出电路之间应力的方法，其中所述的衬底上制作多量子阱红外探测器材料后，由隔离槽将多量子阱红外探测器材料分割成多个探测器像元，各个像元在电学上是完全独立的，没有共用的电极。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙捷，种明，苏艳梅，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11