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基于埋入式硅基的大阵列APD基板及制备方法、功能芯片技术

技术编号:40752056 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-25 20:07
本申请提供一种基于埋入式硅基的大阵列APD基板及制备方法、功能芯片,涉及电子制造领域,包括:提供晶圆基底;对晶圆基底的第一侧进行刻蚀处理,在晶圆基底的第一侧形成第一数量的填埋槽;将多个APD单元填入多个填埋槽的中心区域内,以使APD单元与填埋槽的槽底键合,APD单元为APD芯片阵列或APD芯片,APD芯片阵列包含阵列排布的多个APD芯片;对晶圆基底的第一侧进行表面钝化处理,得到大阵列APD基板。本申请通过在晶圆基底上形成填埋槽,并将数量较少APD芯片阵列或APD芯片填充在填埋槽内构成大阵列APD基板,该制备方法在保证较高良率的同时,简化生成工艺流程,降低成本,实现高密度、大规模、高性能的大阵列APD基板的制备。

【技术实现步骤摘要】

本申请实施例涉及电子制造领域,具体而言,涉及一种基于埋入式硅基的大阵列apd基板及制备方法、功能芯片。


技术介绍

1、apd(avalanche photo diode,雪崩光电二极管)是一种半导体器件,它利用雪崩效应放大光电流。当光子入射到apd上时,它们在半导体材料中产生光生电荷载流子(电子和空穴)。在apd中,这些载流子被应用在半导体上的高电压所加速,从而在材料中撞击更多的原子,产生更多的载流子。这个过程被称为雪崩效应,它可以显著放大初始的光信号。它在光通信、激光雷达、医学成像等领域有广泛的应用。由于它们的高灵敏度和快速响应特性,apd特别适合于需要高性能光电检测的场合。

2、然而,现在的功能芯片上组装的apd阵列的阵列规模和密度较小,无法满足日益提升的探测性能,现有的制备大阵列apd基板的方法因成本较高、生成工艺流程较为复杂、材料选择受到限制等各种问题,无法实现良率较高的搭载大阵列apd基板的功能芯片的制备。因此,如何实现高密度、大规模、高性能的大阵列apd基板的制备,成为本领域当前亟待解决的问题。


技术实现思路

1、本申请实施例在于提供一种基于埋入式硅基的大阵列apd基板及制备方法、功能芯片,旨在解决如何实现高密度、大规模、高性能的大阵列apd基板的制备的问题。

2、本申请实施例第一方面提供一种基于埋入式硅基的大阵列apd基板的制备方法,所述制备方法包括:

3、提供晶圆基底;

4、对所述晶圆基底的第一侧进行刻蚀处理,在所述晶圆基底的所述第一侧形成第一数量的填埋槽,所述填埋槽包括中心区域,以及位于所述中心区域与所述填埋槽内壁之间的第一间隙;

5、将多个apd单元填入多个所述填埋槽的所述中心区域内,以使所述apd单元与所述填埋槽的槽底键合,其中,所述填埋槽与所述apd单元一一对应,所述apd单元为apd芯片阵列或apd芯片,所述apd芯片阵列包含阵列排布的多个apd芯片;

6、对所述晶圆基底的所述第一侧进行表面钝化处理,得到所述大阵列apd基板。

7、在一种可选的实施方式中,所述将多个所述apd单元填入多个所述填埋槽的所述中心区域内,包括:

8、在所述填埋槽的所述中心区域内形成粘结层,所述粘结层在所述中心区域内覆盖所述填埋槽的槽底背离所述晶圆基底一侧的表面;

9、将所述apd单元填入所述填埋槽的所述中心区域内,所述apd单元设置在所述粘结层背离所述晶圆基底的一侧,所述apd单元在所述晶圆基底上的正投影形状与所述中心区域的形状相同;

10、对所述填埋槽内的所述apd单元进行热压处理,以使所述apd单元基于所述粘结层与所述填埋槽的槽底键合。

11、在一种可选的实施方式中,所述第一间隙沿第一方向的宽度大于或等于5μm,且小于或等于25μm,所述第一方向为所述填埋槽中心指向所述填埋槽内壁的方向。

12、在一种可选的实施方式中,所述填埋槽与所述apd单元沿第二方向的厚度相同,所述第二方向为所述填埋槽的槽深方向。

13、在一种可选的实施方式中,所述apd单元沿所述第二方向的厚度大于或等于40μm,且小于或等于120μm。

14、在一种可选的实施方式中,所述对所述晶圆基底的所述第一侧进行表面钝化处理,包括:

15、在所述晶圆基底的所述第一侧淀积第一有机材料,形成第一钝化层,所述第一钝化层填充所述第一间隙;

16、在所述apd单元背离所述晶圆基底的一侧旋涂第二有机材料,形成第二钝化层,所述第二钝化层整面覆盖所述apd单元以及所述晶圆基底的所述第一侧表面。

17、在一种可选的实施方式中,所述第一有机材料为聚对二甲苯。

18、在一种可选的实施方式中,所述第二有机材料为聚酰亚胺。

19、本申请实施例第二方面提供一种基于埋入式硅基的大阵列apd基板,所述大阵列apd基板为基于本申请实施例第一方面中任意一项所述的基于埋入式硅基的大阵列apd基板的制备方法制备得到的。

20、本申请实施例第三方面提供功能芯片,所述功能芯片包括:

21、数字层;

22、阵列层,所述阵列层设置在所述数字层的一侧,所述阵列层为本申请实施例第二方面中所述的基于埋入式硅基的大阵列apd基板;

23、布线层,所述布线层设置在所述阵列层背离所述数字层的一侧,包括多条金属走线,所述金属走线与所述大阵列apd基板中的apd单元连接。

24、有益效果:

25、本申请提供一种基于埋入式硅基的大阵列apd基板及制备方法、功能芯片,所述制备方法包括:提供晶圆基底;对所述晶圆基底的第一侧进行刻蚀处理,在所述晶圆基底的所述第一侧形成第一数量的填埋槽,所述填埋槽包括中心区域,以及位于所述中心区域与所述填埋槽内壁之间的第一间隙;将多个apd单元填入多个所述填埋槽的所述中心区域内,以使所述apd单元与所述填埋槽的槽底键合,其中,所述填埋槽与所述apd单元一一对应,所述apd单元为apd芯片阵列或apd芯片,所述apd芯片阵列包含阵列排布的多个apd芯片;对所述晶圆基底的所述第一侧进行表面钝化处理,得到所述大阵列apd基板。本申请通过在晶圆基底上形成填埋槽,并将数量较少apd芯片阵列或apd芯片填充在填埋槽内构成大阵列apd基板,该制备方法在保证较高良率的同时,简化生成工艺流程,降低成本,实现高密度、大规模、高性能的大阵列apd基板的制备。

26、上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于埋入式硅基的大阵列APD基板的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于埋入式硅基的大阵列APD基板的制备方法,其特征在于,所述将多个所述APD单元填入多个所述填埋槽的所述中心区域内,包括:

3.根据权利要求1所述的基于埋入式硅基的大阵列APD基板的制备方法,其特征在于,所述第一间隙沿第一方向的宽度大于或等于5μm,且小于或等于25μm,所述第一方向为所述填埋槽中心指向所述填埋槽内壁的方向。

4.根据权利要求1所述的基于埋入式硅基的大阵列APD基板的制备方法,其特征在于,所述填埋槽与所述APD单元沿第二方向的厚度相同,所述第二方向为所述填埋槽的槽深方向。

5.根据权利要求4所述的基于埋入式硅基的大阵列APD基板的制备方法,其特征在于,所述APD单元沿所述第二方向的厚度大于或等于40μm,且小于或等于120μm。

6.根据权利要求1所述的基于埋入式硅基的大阵列APD基板的制备方法,其特征在于,所述对所述晶圆基底的所述第一侧进行表面钝化处理,包括:

7.根据权利要求6所述的基于埋入式硅基的大阵列APD基板的制备方法,其特征在于,所述第一有机材料为聚对二甲苯。

8.根据权利要求6所述的基于埋入式硅基的大阵列APD基板的制备方法,其特征在于,所述第二有机材料为聚酰亚胺。

9.一种基于埋入式硅基的大阵列APD基板,其特征在于,所述大阵列APD基板为基于权利要求1至8任意一项所述的基于埋入式硅基的大阵列APD基板的制备方法制备得到的。

10.一种功能芯片,其特征在于,所述功能芯片包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种基于埋入式硅基的大阵列apd基板的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的基于埋入式硅基的大阵列apd基板的制备方法,其特征在于,所述将多个所述apd单元填入多个所述填埋槽的所述中心区域内,包括:

3.根据权利要求1所述的基于埋入式硅基的大阵列apd基板的制备方法,其特征在于,所述第一间隙沿第一方向的宽度大于或等于5μm,且小于或等于25μm,所述第一方向为所述填埋槽中心指向所述填埋槽内壁的方向。

4.根据权利要求1所述的基于埋入式硅基的大阵列apd基板的制备方法,其特征在于,所述填埋槽与所述apd单元沿第二方向的厚度相同,所述第二方向为所述填埋槽的槽深方向。

5.根据权利要求4所述的基于埋入式硅基的大阵列apd基板的制备方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈浪王玮张盼徐涵
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:

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