Формирование краев кристаллов субмодулей для мозаичных, беззазорных фотоприёмников. Обзор

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/