XXII..176
Формирование краев кристаллов субмодулей для мозаичных, беззазорных фотоприёмников. Обзор
Козлов А. И. (1), Новоселов А. Р. (1)
(1) КТИ ПМ СО РАН, ИФП СО РАН, СО РАН, РАН, Новосибирск, Российская Федерация
Введение. Потеря части информации в изображении является недостатком мозаичных фотоприёмников (МФП), что связано с заборами между смежными кристаллами и зонами повреждения материала на их краях, возникающих при разрезали приборных пластин [1-8]. В докладе представлены исследования по определению подходов к формированию краёв кристаллов для беззазорных МФП. Результат - достигнуто расстояние между краевым фоточувствительными элементами (ФЧЭ) в МФП на основе КРТ - 22 мкм, для кремниевые кристаллов расстояние не превышает 17 мкм.
Исследования направлены на формирование определённого распределения плотности энергии на поверхности полупроводникового материала, способа формирования канавки и выбора способа откола края кристалла [1-8].
Формирование определённого распределения плотности энергии на поверхности полупроводникового материала - нанесение фоторезиста на поверхность приборной пластины. На краях пятна излучения существует кольцевая область, плотности излучения в которой недостаточно для плавления материала, но разными авторами регистрируются изменения свойств материала. Нанесение фоторезиста на поверхность приборной пластины отсекает это излучение. Токи, протекающие через p-n- переходы в плёнках для разных расстояний до канавки, демонстрируют некоторую область разброса токов по кристаллу при рабочих напряжениях смещения. Безопасное расстояние - от 8 мкм с фоторезистом до 13 мкм - без фоторезиста, для кремниевых кристаллов ~5 мкм [1, 7, 8].
Способ формирования канавки. Лазерное скрайбирование края кристалла с длиной волны 0,337 мкм в многопроходном режиме с площадью перекрытия световых пятен ~90% (120 мкм/сек.), углом наклона оптической оси излучения 12" к нормали поверхности. При таком способе плоскость стенки канавки со стороны кристалла имеет небольшое отклонение от нормали к поверхности, глубина канавки ~100 мкм, расплавили материала на поверхности отсутствует. После разделения приборной пластины потребуется процесс формирования края кристалла, закрытого фоторезистом [1, 7, 8].
Способ откола края кристалла. Откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл. При таком способе поверхность раскола уходит под кристалл и не мешает беззазорной микростыковке субмодулей в МФП. Полученный край может потребовать дополнительной обработки из-за наличия выступа в области дна канавки и небольшого наклона стенки. Для устранения этого тем же лазерным излучением с тыльной стороны кристалла отрезают выступ и устраняют наклон стенки. Результатом является ровная (шероховатость менее 1 мкм), перпендикулярная планарной стороне плоскость, позволяющая совместить два смежных субмодуля практически без зазора между ними [1, 7, 8].
Мозаичные, беззазорные фотоприемники сверхвысокой размерности.
Предлагаемый блок технологического маршрута подготовки краёв кристаллов для микростыковки в МФП [1, 7, 8]:
1. Нанесение фоторезиста на поверхность приборной пластины.
2. Стандартная технологическая операция разделения пластины на кристаллы-субмодули.
3. Лазерное формирование края кристалла излучением с длиной волны 0,337 мкм в многопроходном режиме с площадью перекрытия световых пятен ~90%, углом наклона оптической оси излучения 12" к нормали поверхности.
4. Откол края кристалла с применением клина, смещенного под кристалл.
5. Формирование края кристалла с тыльной стороны кристалла (отрезание края кристалла).
6. Стандартная процедура снятия фоторезиста.
Acknowledgment: The authors are grateful to RAS Academician A. V. Latyshev and to RAS Academician A. L. Aseev - for supporting of the study and useful discussions in process of the presented researches; to Dr. V. N. Fedorinin and Dr., Prof. A.G.Kharlamov - for discussions on the realization and the use of MFPA; to Dr. B. I. Fomin - for fabricating ROICs on the experimental base of ISP SB RAS; to Prof., Dr. Yu. G. Sidorov, Prof., Dr. M. V. Yakushev and Dr. V. V. Vasiliev - for discussions of given MCT properties; to Dr. M. A. Demjanenko and A. P. Savchenko - for discussing on the given QWIP and SL parameters; and to P. R. Mashevich and A. A. Romanov - for the actual help in fabricating the ROICs on the base of JSC “Angstrem”; to V. N. Gashtold and N. V. Sushcheva - for supporting and help at fabricating ROICs on base of JSC “Vostok Scientific-Production Enterprise”.
/aikozlov13@mail.ru/
Ключевые слова: мозаичная технология, мозаичный фотоприёмник с предельной эффективностью преобразования изображений, "слепая зона", фоточувствительный элемент, сверхвысокая размерностьЛитература:
- Козлов А. И., Демьяненко М. А., Новоселов А. Р. и др. Мозаичный фотоприёмник с предельной эффективностью преобразования изображений: конструкции и способы его изготовления (варианты) // Патент РФ № RU2731460С1. Опубл. 03.09.2020г. Бюл. № 25.
- Козлов А. И., Харламов А. Г. Обзор-исследование: Искусство нано- и микрофотоэлектроники для конгруэнтности базовых элементов при создании фотоприемников сверхвысокой размерности и микротепловизоров в разных спектральных диапазонах. Монография. Изд.: 3-е, дополн. и перераб. - Новосибирск. Изд.: "Козлов Александр Иванович". 2023. - 180 с., ил., ISBN: 978-5-6049312-1-9.
- Kozlov A. I., Kharlamov A. G. Matching of NETD and congruence of UHD FPAs based on QWIPS. Publ.: 19th, reproc. - Novosibirsk. Publ.: "Kozlov Alexander Ivanovich". 2023. - Eng. - 78 p., il., ISBN: 978-5-6048119-8-6.
- Козлов А. И., Харламов А. Г. Искусство нано- и микроэлектроники в фотоприёмниках/микротепловизорах. Конгруэнтность базовых элементов в фотоприёмниках сверхвысокой размерности и микротепловизорах разных диапазонов. Обзор. Изд.: 4-е, дополн. и перераб. - Молдавия. Кишинев. Изд. дом: "LAMBERT Academic Publishing". 2023. - 196 с., ил., ISBN: 978-620-6-79212-3.
- Козлов А. И. Мозаичные фотоприёмники сверхвысокой размерности с максимальной эффективностью преобразования изображений. Научный обзор. Изд.: 2-е, перераб. - Барнаул: ИП "Колмогоров И.А." 2020. - 72 с., ил., ISBN: 978-5-91556-798-5.
- Квитка В. Е., Лавров В. А., Блинов В. Д., Мастюгин С. М. Мозаичный охлаждаемый оптико-электронный преобразователь для телескопа // Материалы ХХ международной конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". Москва. ИКИ РАН. 14-18 ноября 2022г. ХХ. С. 70.
- Новоселов А. Р. Способ уменьшения зазора между чипами в мозаичных фотоприёмных модулях // Автометрия. 2016. Т. 52, √1. с. 116.
- Новоселов А. Р. Способ формирования граней чипа для мозаичных фотоприёмных модулей // Патент РФ на изобретение √2509391. Опубл. 10.03.2014. Бюл. √ 7. {не поддерживается}
Презентация доклада
Ссылка для цитирования: Козлов А.И., Новоселов А.Р. Формирование краев кристаллов субмодулей для мозаичных, беззазорных фотоприёмников. Обзор // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 143. DOI 10.21046/22DZZconf-2024aБортовая аппаратура космических систем ДЗЗ
143