CN105405912A - 具备自滤光功能的硅光电探测器芯片 - Google Patents
具备自滤光功能的硅光电探测器芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105405912A CN105405912A CN201510928790.4A CN201510928790A CN105405912A CN 105405912 A CN105405912 A CN 105405912A CN 201510928790 A CN201510928790 A CN 201510928790A CN 105405912 A CN105405912 A CN 105405912A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chip
- detector chip
- interference filter
- detector
- self
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 25
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
- H10F30/10—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices being sensitive to infrared radiation, visible or ultraviolet radiation, and having no potential barriers, e.g. photoresistors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/30—Coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/30—Coatings
- H10F77/306—Coatings for devices having potential barriers
- H10F77/331—Coatings for devices having potential barriers for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
一种具备自滤光功能的硅光电探测器芯片，包括探测器芯片，其创新在于：所述探测器芯片的光敏区表面蒸镀有干涉滤光膜层。本发明的有益技术效果是：提供了一种制备自滤光功能的硅光电探测器芯片，采用这种芯片制作出的探测器，具有增强抗亮背景干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电探测器芯片，尤其涉及一种具备自滤光功能的硅光电探测器芯片。
背景技术
硅的光谱响应范围为0.4～1.1μm，具体的响应峰值需视芯片光吸收层的厚度而定，通常在0.8～0.95μm之间，所以硅光电探测器对可见光和近红外光都能很好地吸收。
为提高硅光电探测器对某一使用波长的信噪比，就需使用相应波长的滤光系统来抑制硅光电探测器对使用波长以外的其它波长的光波的吸收；这一功能的实现，通常是由起光接收作用的光学系统来完成。
当硅光电探测器用于激光制导、引信等领域时，需要硅光电探测器具备较好的抗亮背景干扰的能力，现有技术中，常用于提高硅光电探测器抗亮背景干扰能力的手段有：
1）在光窗玻璃片的内表面或外表面上设置较薄的滤光片。这种解决方案存在如下缺陷：首先，由于受滤光片厚度影响，探测器芯片的光敏面与外环境之间的光路光程会发生改变，导致硅光电探测器的光学特性偏离设计值；其次，由于受滤光片透明度的影响，从光窗外观察芯片时，芯片表面图案人眼看不见，导致探测器安装在收接系统时，芯片中心很难识别，大大增加了以芯片中心为基准调节同轴度和方位角时的工艺对位操控难度；另外，滤光片设置在光窗玻璃片的内表面上时，需要考虑芯片与光窗玻璃片之间的间隔尺寸，有可能需要对整个封装结构都进行相应调整，十分麻烦。
2）器件封装好后，在光窗玻璃片的表面蒸镀干涉滤光膜。这种解决方案不仅仍然存在前述的“芯片表面图案不可视”的问题，而且还需要考虑管帽高度的技术要求：在某些波长应用条件下，管帽高度有严格的技术要求，这时就不能在封装好的光窗玻璃表面蒸镀干涉滤光膜；如果预先在光窗玻璃片上蒸镀干涉滤光膜，再进行封装，但是在熔封光窗玻璃片和管帽时的高温会破坏干涉滤光膜，导致干涉滤光膜失效；若不采用玻璃的熔封工艺，而采用粘接光窗玻璃片，器件的气密性又难以得到保证。
3）增加光电探测器芯片的PN结扩散层厚度，即增加“死层”。这只能降低芯片对可见光的短波部份的吸收，使短波截止到0.6μm左右有效，再增长截止波长，就需要更高的PN结扩散温度或更长的扩散时间，这又会对芯片总体特性及对使用波长的吸收造成不利影响。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种制备自滤光功能的硅光电探测器芯片的方法。其创新在于：所述探测器芯片的光敏区表面蒸镀有干涉滤光膜层。
采用本发明方案后，起滤光功能的干涉滤光膜层直接形成于探测器芯片的光敏区表面，与镀膜光窗玻璃片相比，其厚度十分薄(约一微米)，对结构尺寸和光路光程几乎无影响，并且干涉滤光膜层位于芯片表面，不会受封装工艺影响，也不影响光窗玻璃片的透明度，只要在干涉滤光膜层上刻蚀芯片图案和对位中心标记，可以透过光窗玻璃片清楚地观察到，十分便于探测器安装时对同轴度和方位角进行调节；另外，由于探测器芯片自带了滤光功能，从缩小装置体积和重量的角度考虑，可不再在装置中设置起光接收作用的光学系统，若仍然将探测器与起光接收作用的光学系统结合，则可以实现两次滤光，其对非使用波长光波的抑制度是两次滤光过程所对应的抑制度的乘积（比如，若光学系统与干涉滤光膜层对非使用波长光波的抑制度均是1%，则经过两次滤光后，最后照射到探测器芯片上的非使用波长光波仅有照射到光学系统上的非使用波长光波的万分之一），这将大大增强探测器抗亮背景干扰的能力。
基于硅光电探测器芯片的公知性，以及考虑到本方案未对芯片上除干涉滤光膜层以外的其他功能层进行改动，故本文不再对芯片的具体结构进行赘述；本发明既可适用于单象限探测器芯片，也可适用于多象限探测器芯片。本领域技术人员应该清楚，基于本领域的常识，在具体应用本发明时，还应在干涉滤光膜层上刻蚀出电极孔，以便连接金属引线。
优选地，所述干涉滤光膜层由多层氧化硅膜层和氧化钛膜层组成，所述氧化硅膜层和氧化钛膜层交替层叠；现有技术中，镀在玻璃片上的干涉滤光膜层，一般也采用交替层叠氧化硅膜和氧化锆膜的方式来制作。
优选地，所述干涉滤光膜层外表面上刻蚀有十字形标记，所述十字形标记位于探测器芯片的几何中心。后续安装时，十字形标记即作为标记图案，以便于技术人员确定芯片的几何中心，将探测器的位置进行精心对位安装。
优选地，所述干涉滤光膜层外表面上刻蚀有探测器芯片划片道。当将本发明方案用于制作各种探测器时，划片道不仅作为划片操作时的标记线使用，而且在划片时不致破坏了干涉滤光膜。
本发明的有益技术效果是：提供了一种制备自滤光功能的硅光电探测器芯片，采用这种芯片制作出的探测器，具有增强抗亮背景干扰能力。
附图说明
图1、本发明的断面结构示意图；
图2、本发明的顶视图；
图中各个标记所对应的名称分别为：探测器芯片1、干涉滤光膜层2、十字形标记2-1。
具体实施方式
一种具备自滤光功能的硅光电探测器芯片，包括探测器芯片1，其结构为：所述探测器芯片1的光敏区表面蒸镀有干涉滤光膜层2。
进一步地，所述干涉滤光膜层2由多层氧化硅膜层和氧化钛膜层组成，所述氧化硅膜层和氧化钛膜层交替层叠。
进一步地，所述干涉滤光膜层2外表面上刻蚀有电极窗口和十字形标记，所述十字形标记位于探测器芯片1的几何中心。
进一步地，所述干涉滤光膜层2外表面上芯片边缘处刻蚀有划片道。
Claims (4)
1.一种具备自滤光功能的硅光电探测器芯片，包括探测器芯片（1），其特征在于：所述探测器芯片（1）的光敏区表面蒸镀有干涉滤光膜层（2）。
2.根据权利要求1所述的具备自滤光功能的硅光电探测器芯片，其特征在于：所述干涉滤光膜层（2）由多层氧化硅膜层和氧化钛膜层组成，所述氧化硅膜层和氧化钛膜层交替层叠。
3.根据权利要求1或2所述的具备自滤光功能的硅光电探测器芯片，其特征在于：所述干涉滤光膜层（2）外表面上刻蚀有十字形标记，所述十字形标记位于探测器芯片（1）的几何中心。
4.根据权利要求3所述的具备自滤光功能的硅光电探测器芯片，其特征在于：所述干涉滤光膜层（2）外表面上刻蚀有划片道。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510928790.4A CN105405912A (zh) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | 具备自滤光功能的硅光电探测器芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510928790.4A CN105405912A (zh) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | 具备自滤光功能的硅光电探测器芯片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105405912A true CN105405912A (zh) | 2016-03-16 |
Family
ID=55471291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510928790.4A Pending CN105405912A (zh) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | 具备自滤光功能的硅光电探测器芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105405912A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111969068A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-20 | 重庆鹰谷光电股份有限公司 | 一种特优双全应用的硅象限光电探测器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101692456A (zh) * | 2009-10-16 | 2010-04-07 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种集成滤光微结构的InGaAs线列或面阵探测器 |
| CN103207424A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-07-17 | 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 | 一种超宽波段截止长波通滤光膜及其制造方法 |
| CN203164461U (zh) * | 2013-02-19 | 2013-08-28 | 东莞五方光电科技有限公司 | 一种红外窄带带通滤光片 |
| CN104969352A (zh) * | 2013-01-29 | 2015-10-07 | Jds尤尼弗思公司 | 可变滤光器及基于此的波长选择传感器 |
-
2015
- 2015-12-15 CN CN201510928790.4A patent/CN105405912A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101692456A (zh) * | 2009-10-16 | 2010-04-07 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种集成滤光微结构的InGaAs线列或面阵探测器 |
| CN104969352A (zh) * | 2013-01-29 | 2015-10-07 | Jds尤尼弗思公司 | 可变滤光器及基于此的波长选择传感器 |
| CN203164461U (zh) * | 2013-02-19 | 2013-08-28 | 东莞五方光电科技有限公司 | 一种红外窄带带通滤光片 |
| CN103207424A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-07-17 | 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 | 一种超宽波段截止长波通滤光膜及其制造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111969068A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-20 | 重庆鹰谷光电股份有限公司 | 一种特优双全应用的硅象限光电探测器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10290795B2 (en) | Packaging method and semiconductor device | |
| DE112014002312T5 (de) | Integrierte Bildgebungsvorrichtung für Infrarotstrahlung und Herstellungsverfahren | |
| CN107154447B (zh) | 一种硅基探测器及其制备方法 | |
| US20150048470A1 (en) | Electromagnetic radiation micro device, wafer element and method for manufacturing such a micro device | |
| KR20150105245A (ko) | 적외선 센서 모듈 | |
| US9612159B2 (en) | Infrared sensor and infrared sensor array | |
| CN104157719A (zh) | 晶圆级封装红外探测器及其制备方法 | |
| CN107479191A (zh) | 一种可见光深截止的激光矩形滤光片及设计方法 | |
| TWI646693B (zh) | 光感測器裝置 | |
| JP5670360B2 (ja) | 半導体受光素子及びオプトエレクトロニクス装置 | |
| CN105405912A (zh) | 具备自滤光功能的硅光电探测器芯片 | |
| US10115842B2 (en) | Semiconductor optical package and method | |
| CN205335277U (zh) | 具备自滤光功能的硅光电探测器芯片 | |
| CN108358158B (zh) | 一种晶圆级封装结构、制备方法及其吸气剂的激活方法 | |
| CN102789993B (zh) | 高效、广角、抗干扰、微型激光接收器的制作方法 | |
| KR101569350B1 (ko) | 웨이퍼레벨 패키징 소자 | |
| CN109473402A (zh) | 一种影像芯片的封装结构和制作方法 | |
| CN204271091U (zh) | 新型四象限光功率探测芯片 | |
| KR20140137912A (ko) | 전자기파 흡수체 및 그 제조 방법 | |
| CN203535289U (zh) | 具有热应力缓冲结构的滤光片安装支架 | |
| TW201735384A (zh) | 半導體受光模組及半導體受光模組之製造方法 | |
| TW202439539A (zh) | 晶片封裝結構 | |
| CN105161550A (zh) | 光电探测器组件 | |
| CN211828785U (zh) | 光学感测装置 | |
| CN214123887U (zh) | 焦平面探测器芯片集成像素级透镜的封装结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160316 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |