[其他]硅圆片的加强材料

说明书

一个要减薄的硅物体的加强做法，是在其一个正表面形成一层机械支承镀层；这层呈精细分开形状的镀层粘附于该正表面，含有至少１８％重量的硅。

本发明与硅园片的加强材料有关。

一种电荷耦合器件（CCD）由加工过的硅晶片组成，这种硅晶片，采用常规MOS（金属氧化物半导体）工艺，在晶片的上表面（通过此面加工晶片）的正下方形成隐埋沟道。沟道由一线性排列的相同基本区构成，而每一区都具有一个轮廓分明的、包含几个，例如三个，控制电势深度的电势电平的电势分布。时钟电极结构覆盖晶片的上表面，用选定的电势加到时钟电极结构，则出现在给定基本区的电荷，按移位寄存器的方式，可以经由线性排列的基本前行，也可以从输出电极处的沟道抽出。可以在输入电极处的沟道，亦即在输出电极沟道的相对末端处的沟道将电荷引进，或者可以用光电方法产生电荷。因此，如果电磁辐射投射到沟道层下方的衬底，它可以产生导电电子，而这些导电电子可以进入沟道层，而在较高电势的两个区域之间确定的势阱里变成陷阱。导电电子的扩散长度很短，以便在衬底里产生的导电电子以扩散方式运动时，不能超越紧靠覆盖在产生导电电子的衬底区的基本沟道区。

CCD可以用多元的平行隐埋沟道构成。这样一种多沟道CCD的一种应用，是采用光电方法产生导电电子，把它作为固体成像器或光电转换器使用。在其中制造CCD的晶片从其下表面减薄，以便使下表面尽可能靠近沟道层，并将晶片以其下表面置放在摄影机的聚焦平面处，以使摄影机的透镜在晶片的下表面上形成景物的图像。CCD可以由，例如512个平行的沟道组成，每一沟道都具有512个基本区，而生成的512×512陈列的基本区将晶片的下表面或图像接收表面转化为512×512个像素。投射到某一给定像素的光能强度会影响沟道层的毗连基本区的电子总数，因而，移出基本区的最终又从CCD抽出的电子数目，表示投射到像素的光的强度。控制与CCD的照明有关的时钟脉冲的定时，可用CCD产生电信号，这个电信号可以表示光强在CCD的，即用摄影机透镜形成的图像的接收表面的分布。

晶片的沟道层和衬底之间的界面位于晶片第一表面下方的实际深度，其范围由约5μm至约150μm，所以，为了尽量增加光电方法所产生的导电电子扩散入沟道层，要求硅晶片的厚度由约10μm至约160μm。由于未加工的硅园片的厚度通常约1mm，因为加工时必须有足够的厚度以支承其本身，这意思是圆片必须减薄以便生产具有厚度为160μm或更薄的晶片。

通常用研磨或腐蚀的方法以实现硅圆片的减薄。然而，为了将圆片减薄到小于250μm左右，需要为圆片提供有机械强度的支承层，而迄今常用的是石腊支承层。将熔融态的石腊加到圆片的上表面，圆片即从其下表面减薄，然而，通常使用的石腊对圆片的附着并不特别好，因此，当圆片减薄到或更薄于160μm时，硅晶片常常从石腊剥落下来而破碎。即使晶片不破碎，也会出现从石腊层的局部脱落，结果使晶片的下表面不再是平面，这是不能接受的。

为了尽量减少在CCD中产生的暗电流，希望在降低的温度下操作CCD。为了取得这种条件，通常以液态氮冷却CCD。在标准压力下，液态氮在大约-196℃的温度蒸发。因此，CCD成像器或许要能承受超过200℃的温度改变。这意味着在硅晶片和机械支承层之间必须存在相配良好的热膨胀系数，否则，不同的膨胀和收缩将损坏硅晶片。

在硅晶片和支承层的膨胀系数之间，也不是必须有完美的相配，因为可以容许晶片的下表面有某些弯曲，然而，可以容许的弯曲程度是很小的，特别是如果支承层的应用涉及到使园片承受高温，以便根据冷却周围温度来弯曲圆片，因这时很难减薄弯曲的圆片。

在第4，422，091号美国专利里，提出采用异质外延的砷化镓工艺加工的CCD成像器在减薄期间应该用一块，举例来说，以环氧树脂粘合剂或压焊合金键合到晶片的钼、铝或玻璃板来支承。第4，422，091专利也建议，采用GaAs或Si芯片而芯片里有其本身的信号调整和放大电路的CCD晶片，在减薄期间，应加以支承。

在本发明的一个最佳实施例中，其加强要减薄的板状硅体的做法是;在硅体的一个面上加上呈精细分散形式的由至少约40%重量的硅石组成的机械支承镀层，而且将此镀层加工成一层粘附在硅体上的坚固的机械支承物。

为了更好地理解本发明，并指出如何实行上述情况，现将通过例子，参看以下附图：