具備自濾光功能的硅光電探測器芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光電探測器芯片，尤其涉及一種具備自濾光功能的硅光電探測器芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]硅的光譜響應(yīng)范圍為0.4?1.Ιμπι，具體的響應(yīng)峰值需視芯片光吸收層的厚度而定，通常在0.8?0.95μπι之間，所以硅光電探測器對可見光和近紅外光都能很好地吸收。
[0003]為提高硅光電探測器對某一使用波長的信噪比，就需使用相應(yīng)波長的濾光系統(tǒng)來抑制硅光電探測器對使用波長以外的其它波長的光波的吸收;這一功能的實(shí)現(xiàn)，通常是由起光接收作用的光學(xué)系統(tǒng)來完成。
[0004]當(dāng)硅光電探測器用于激光制導(dǎo)、引信等領(lǐng)域時(shí)，需要硅光電探測器具備較好的抗亮背景干擾的能力，現(xiàn)有技術(shù)中，常用于提高硅光電探測器抗亮背景干擾能力的手段有:
[0005]I)在光窗玻璃片的內(nèi)表面或外表面上設(shè)置較薄的濾光片。這種解決方案存在如下缺陷:首先，由于受濾光片厚度影響，探測器芯片的光敏面與外環(huán)境之間的光路光程會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致硅光電探測器的光學(xué)特性偏離設(shè)計(jì)值;其次，由于受濾光片透明度的影響，從光窗外觀察芯片時(shí)，芯片表面圖案人眼看不見，導(dǎo)致探測器安裝在收接系統(tǒng)時(shí)，芯片中心很難識別，大大增加了以芯片中心為基準(zhǔn)調(diào)節(jié)同軸度和方位角時(shí)的工藝對位操控難度;另外，濾光片設(shè)置在光窗玻璃片的內(nèi)表面上時(shí)，需要考慮芯片與光窗玻璃片之間的間隔尺寸，有可能需要對整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)都進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，十分麻煩。
[0006]2)器件封裝好后，在光窗玻璃片的表面蒸鍍干涉濾光膜。這種解決方案不僅仍然存在前述的“芯片表面圖案不可視”的問題，而且還需要考慮管帽高度的技術(shù)要求:在某些波長應(yīng)用條件下，管帽高度有嚴(yán)格的技術(shù)要求，這時(shí)就不能在封裝好的光窗玻璃表面蒸鍍干涉濾光膜;如果預(yù)先在光窗玻璃片上蒸鍍干涉濾光膜，再進(jìn)行封裝，但是在熔封光窗玻璃片和管帽時(shí)的高溫會(huì)破壞干涉濾光膜，導(dǎo)致干涉濾光膜失效;若不采用玻璃的熔封工藝，而采用粘接光窗玻璃片，器件的氣密性又難以得到保證。
[0007]3)增加光電探測器芯片的PN結(jié)擴(kuò)散層厚度，即增加“死層”。這只能降低芯片對可見光的短波部份的吸收，使短波截止到0.6μπι左右有效，再增長截止波長，就需要更高的PN結(jié)擴(kuò)散溫度或更長的擴(kuò)散時(shí)間，這又會(huì)對芯片總體特性及對使用波長的吸收造成不利影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]針對【背景技術(shù)】中的問題，本實(shí)用新型提出了一種制備自濾光功能的硅光電探測器芯片的方法。其創(chuàng)新在于:所述探測器芯片的光敏區(qū)表面蒸鍍有干涉濾光膜層。
[0009]采用本實(shí)用新型方案后，起濾光功能的干涉濾光膜層直接形成于探測器芯片的光敏區(qū)表面，與鍍膜光窗玻璃片相比，其厚度十分薄(約一微米)，對結(jié)構(gòu)尺寸和光路光程幾乎無影響，并且干涉濾光膜層位于芯片表面，不會(huì)受封裝工藝影響，也不影響光窗玻璃片的透明度，只要在干涉濾光膜層上刻蝕芯片圖案和對位中心標(biāo)記，可以透過光窗玻璃片清楚地觀察到，十分便于探測器安裝時(shí)對同軸度和方位角進(jìn)行調(diào)節(jié);另外，由于探測器芯片自帶了濾光功能，從縮小裝置體積和重量的角度考慮，可不再在裝置中設(shè)置起光接收作用的光學(xué)系統(tǒng)，若仍然將探測器與起光接收作用的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合，則可以實(shí)現(xiàn)兩次濾光，其對非使用波長光波的抑制度是兩次濾光過程所對應(yīng)的抑制度的乘積(比如，若光學(xué)系統(tǒng)與干涉濾光膜層對非使用波長光波的抑制度均是1%，則經(jīng)過兩次濾光后，最后照射到探測器芯片上的非使用波長光波僅有照射到光學(xué)系統(tǒng)上的非使用波長光波的萬分之一)，這將大大增強(qiáng)探測器抗亮背景干擾的能力。
[0010]基于硅光電探測器芯片的公知性，以及考慮到本方案未對芯片上除干涉濾光膜層以外的其他功能層進(jìn)行改動(dòng)，故本文不再對芯片的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行贅述;本實(shí)用新型既可適用于單象限探測器芯片，也可適用于多象限探測器芯片。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚，基于本領(lǐng)域的常識，在具體應(yīng)用本實(shí)用新型時(shí)，還應(yīng)在干涉濾光膜層上刻蝕出電極孔，以便連接金屬引線。
[0011]優(yōu)選地，所述干涉濾光膜層由多層氧化硅膜層和氧化鈦膜層組成，所述氧化硅膜層和氧化鈦膜層交替層疊;現(xiàn)有技術(shù)中，鍍在玻璃片上的干涉濾光膜層，一般也采用交替層疊氧化硅膜和氧化鋯膜的方式來制作。
[0012]優(yōu)選地，所述干涉濾光膜層外表面上刻蝕有十字形標(biāo)記，所述十字形標(biāo)記位于探測器芯片的幾何中心。后續(xù)安裝時(shí)，十字形標(biāo)記即作為標(biāo)記圖案，以便于技術(shù)人員確定芯片的幾何中心，將探測器的位置進(jìn)行精心對位安裝。
[0013]優(yōu)選地，所述干涉濾光膜層外表面上刻蝕有探測器芯片劃片道。當(dāng)將本實(shí)用新型方案用于制作各種探測器時(shí)，劃片道不僅作為劃片操作時(shí)的標(biāo)記線使用，而且在劃片時(shí)不致破壞了干涉濾光膜。
[0014]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:提供了一種制備自濾光功能的硅光電探測器芯片，采用這種芯片制作出的探測器，具有增強(qiáng)抗亮背景干擾能力。
【附圖說明】
[0015]圖1、本實(shí)用新型的斷面結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2、本實(shí)用新型的頂視圖；
[0017]圖中各個(gè)標(biāo)記所對應(yīng)的名稱分別為:探測器芯片1、干涉濾光膜層2、十字形標(biāo)記2-1o
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種具備自濾光功能的硅光電探測器芯片，包括探測器芯片I，其結(jié)構(gòu)為:所述探測器芯片I的光敏區(qū)表面蒸鍍有干涉濾光膜層2。
[0019]進(jìn)一步地，所述干涉濾光膜層2由多層氧化硅膜層和氧化鈦膜層組成，所述氧化硅膜層和氧化鈦膜層交替層疊。
[0020]進(jìn)一步地，所述干涉濾光膜層2外表面上刻蝕有電極窗口和十字形標(biāo)記，所述十字形標(biāo)記位于探測器芯片I的幾何中心。
[0021 ]進(jìn)一步地，所述干涉濾光膜層2外表面上芯片邊緣處刻蝕有劃片道。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具備自濾光功能的硅光電探測器芯片，包括探測器芯片(I)，其特征在于:所述探測器芯片(I)的光敏區(qū)表面蒸鍍有干涉濾光膜層(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備自濾光功能的硅光電探測器芯片，其特征在于:所述干涉濾光膜層(2)由多層氧化硅膜層和氧化鈦膜層組成，所述氧化硅膜層和氧化鈦膜層交替層置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具備自濾光功能的硅光電探測器芯片，其特征在于:所述干涉濾光膜層(2)外表面上刻蝕有十字形標(biāo)記，所述十字形標(biāo)記位于探測器芯片(I)的幾何中心。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具備自濾光功能的硅光電探測器芯片，其特征在于:所述干涉濾光膜層(2)外表面上刻蝕有劃片道。
【專利摘要】一種具備自濾光功能的硅光電探測器芯片，包括探測器芯片，其創(chuàng)新在于：所述探測器芯片的光敏區(qū)表面蒸鍍有干涉濾光膜層。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：提供了一種制備自濾光功能的硅光電探測器芯片，采用這種芯片制作出的探測器，具有增強(qiáng)抗亮背景干擾能力。
【IPC分類】H01L31/09, H01L31/0216, H01L31/101
【公開號】CN205335277
【申請?zhí)枴緾N201521038788
【發(fā)明人】朱海華, 卜暉, 熊誼棱, 范宗孝, 駱菲
【申請人】重慶鷹谷光電股份有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月15日