ВХОДНОЙ УЗЕЛ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА Российский патент 2015 года по МПК H01L31/00 

Изобретение относится к области электронно-оптической и полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении модульных (гибридных) оптико-электронных наблюдательных и регистрирующих приборов различных спектров действия, предназначенных для эксплуатации в условиях низкой освещенности.

Так, известен патент на изобретение №2472250 «Фотоэлектронное устройство» (МПК H01J 31/048, H01J 31/50, от 05.08.2001). В данном патенте описан прибор, содержащий волоконно-оптическую пластину (ВОП), состыкованную с фоточувствительным прибором с зарядовой связью (ФПЗС) путем совмещения через слой иммерсионной жидкости площадки чувствительного элемента ФПЗС с площадкой, сформированной выходной поверхностью ВОП, при этом расстояние между поверхностью площадки чувствительного элемента ФПЗС и поверхностью площадки, сформированной выходной поверхностью ВОП, не превышает 1 мкм. Иммерсионная жидкость вводится в оптическую систему для уменьшения показателя рассеивания света при прохождении излучения через устройство.

Недостаток данного технического решения заключается в том, что изготовление входного узла существенно усложняется из-за ввода в зазор между ВОП и ФПЗС иммерсионной жидкости. Кроме того, иммерсионная жидкость ухудшает эксплуатационные характеристики прибора: при пониженной температуре возможна кристаллизация иммерсионной жидкости, образование пустот и пузырей, а при нагревании - расширение.

Технический результат настоящего изобретения заключается в создании входного узла полупроводникового прибора, который позволяет образовать минимальный зазор между поверхностью волоконно-оптического входного окна и полупроводниковой поверхностью светочувствительного элемента, при этом обеспечить защиту светочувствительного элемента от механических повреждений, которые могут возникнуть в результате соприкосновения светочувствительного элемента с поверхностью входного окна.

Данный технический результат достигается за счет того, что входной узел полупроводникового прибора, имеющий волоконно-оптическое входное окно и основание с фоточувствительным элементом в соответствующем корпусе, отличается тем, что на основании с фоточувствительным элементом размещены столбиковые опоры, выполненные методом фотолитографии, расположенные вдоль как минимум части периметра фоточувствительного элемента, превосходящие по высоте уровень контактных площадок фоточувствительного элемента.

Данные столбиковые опоры служат для опоры входного окна и защиты фоточувствительной области от соприкосновения с поверхностью волоконно-оптического входного окна при образовании минимального зазора между поверхностью входного окна и поверхностью фоточувствительного элемента.

Конструкция входного узла может служить для состыковки волоконно-оптического ЭОП с ПЗС с минимальным зазором.

На рис. 1 и 2 изображена схема данного технического решения.

Входной узел полупроводникового прибора имеет входное окно 1, выполненное как правило в виде волоконно-оптической пластины, и основание 2 с фоточувствительным элементом 3, например матрица ФПЗС. На поверхности основания 2 расположены выполненные методом фотолитографии разделительные элементы 4 (столбиковые опоры), расположенные по периметру фоточувствительного элемента 3, превосходящие по высоте уровень контактных площадок 5.

Данное техническое решение выполнено следующим образом.

После формирования на основании 2 фоточувствительного элемента 3 и контактных площадок 5 на поверхность основания 2 наносится с целью защиты плазмохимический окисел SiO₂ (ПХО) (на рис. не показан, возможен вариант создания опорных столбиков без слоя SiO₂). Толщина слоя составляет порядка 1-2 микрон. Затем на слой ПХО наносится слой фоторезиста так, чтобы этот слой по высоте перекрывал высоту контактных площадок. Слой фоторезиста, нанесенный на слой ПХО, автоматически оказывается выше уровня контактных площадок. Далее по периметру фоточувствительной области вытравливаются столбиковые опоры 4 с применением технологии фотолитографии, высотой в 3-5 микрона. В общем случае данные столбиковые опоры 4 могут быть выполнены любой формы, как отдельными элементами (столбцами), так и сплошным элементом (стеночкой).

Столбиковые опоры 4 могут быть расположены как между контактными площадками 5 и фоточувствительным элементом 3, так и за контактными площадками 5. После формирования столбиковых опор и разварки контактов на основание накладывают входное окно 1, выполненное как правило в виде волоконно-оптической шайбы, так чтобы входное окно упиралось в данные столбики. Получившийся зазор заполняют азотом.

Таким образом, данные столбиковые опоры служат для опоры волоконно-оптического входного окна и защиты фоточувствительной области от соприкосновения с поверхностью входного окна при образовании минимального зазора между поверхностью входного окна и поверхностью фоточувствительного элемента, составляющего порядка 5-7 микрон.

Использование: для изготовления модульных (гибридных) оптико-электронных наблюдательных и регистрирующих приборов различных спектров действия, предназначенных для эксплуатации в условиях низкой освещенности. Сущность изобретения заключается в том, что входной узел полупроводникового прибора имеет входное окно и основание с фоточувствительным элементом в соответствующем корпусе, на основании с фоточувствительным элементом размещены столбиковые опоры, выполненные методом фотолитографии, расположенные по периметру фоточувствительного элемента, превосходящие по высоте уровень контактных площадок фоточувствительного элемента. Технический результат: обеспечение возможности образования минимального зазора между поверхностью волоконно-оптического входного окна и поверхностью светочувствительного элемента, при этом обеспечивая защиту светочувствительного элемента от соприкосновения с поверхностью входного окна. 2 ил.

Входной узел полупроводникового прибора, имеющий входное окно и основание с фоточувствительным элементом, находящиеся в соответствующем корпусе, отличающийся тем, что на основании с фоточувствительным элементом размещены столбиковые опоры, выполненные методом фотолитографии, расположенные вдоль как минимум части периметра фоточувствительного элемента, превосходящие по высоте уровень контактных площадок фоточувствительного элемента.