[实用新型]一种用于碲镉汞器件增透膜层生长的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体薄膜沉积技术领域，特别是涉及一种用于碲镉汞器件增透膜层生长的装置。

背景技术

碲镉汞(HgCdTe)红外焦平面探测器是光电二极管二维阵列，是红外探测器重要发展方向之一。一般的碲镉汞红外焦平面阵列结构包括如下部份：(1)用以生长碲镉汞敏感层的CdTeZn衬底；(2)在CdTeZn衬底背面上淀积抗反射层，用以提高红外辐射的透射率以提高探测器的量子效率；(3)通过液相外延方法生长在衬底上的碲镉汞红外辐射敏感层；(4)从碲镉汞阵列中读取探测信号的硅读出电路；(5)保证碲镉汞二极管与硅读出电路之间电学连接的互连铟柱。

其中淀积衬底上的增透层原理是把光当成一种波来考虑，因为光波和机械波一样，也具有干涉的性质，在衬底上生长增透膜，如果膜的厚度等于透射红外辐射波长的四分之一时，那么在这层膜的两侧反射回去的光就会发生干涉，从而相互抵消。由于反射光相消，因而透射光加强。碲镉汞器件背面生长增透层，能起到增强碲镉汞器件红外辐射吸收，增强器件信号，提高探测器信噪比，提升探测率和量子效率的效果。

碲镉汞探测器与硅读出电路通过铟柱互连，这样的结构可对探测器和读出电路单独进行优化、具有近乎100％的填充因子和增加了多路输出芯片信号处理面积的优点。然而这种工艺也存在一定的缺陷，特别是在机械和热学稳定性方面，由于碲镉汞材料的热膨胀系数为4.9×10^-6K，硅材料的热膨胀系数为2.6×10^-6K，这两种不同材料间存在较大的热失配，而探测器自身正常工作温度为77K，正常贮存温度为300K，每开关一次机都要经受一次温差高达220K的温度冲击，严重影响探测器的长期稳定性和可靠性。为了更有效地解决热失配应力和可靠性问题，国际上通常采用探测器芯片背面减薄和底部填充技术：将互连完的HgCdTe探测器芯片用具有一定弹性形变的材料进行底部间隙填充，然后进行衬底减薄，来达到应力缓解和再分配，使探测器芯片、读出电路和焊接点之间的热膨胀系数失配现象降至最低，从而达到缓解剪应力和提高可靠性的目的。另外，在去除碲锌镉衬底后，碲镉汞材料可同时探测可见和红外光谱辐射，这样器件可用于一些特殊的双色探测用途。

对于这种减薄后的超薄碲镉汞器件背面增透层生长工艺来说，需要在数十微米的超薄碲镉汞器件背面生长膜层，且又必须避免四周的读出电路焊盘不被生长上膜层。现有增透膜沉积技术没有专门保护四周读出电路焊盘的专用夹具，极易对超薄碲镉汞器件产生外加压力，造成器件损坏。

实用新型内容

本实用新型提供一种在碲镉汞器件增透膜层生长过程中不会对超薄碲镉汞器件产生损伤装置，用以解决现有技术中存在现有增透膜沉积技术没有专门保护四周读出电路焊盘的专用夹具，极易对超薄碲镉汞器件产生外加压力，造成器件损坏问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于碲镉汞器件增透膜层生长的装置，所述装置包括：

靶材，安装在增透膜层生长腔室的底部，并通过匹配箱与射频电源连接；

样品托，安装在增透膜层生长腔室的顶部，所述样品托上设置有具有样品槽的内嵌式样品盘，所述样品槽外部设置有压片，所述压片中间设置有孔，孔的形状、大小与碲镉汞器件需要镀膜的区域一致，且所述压片上的孔与所述靶材上下对正。

其中，所述样品槽为方形，且两个相对的角上设置有比所述样品槽深更深的装片孔。

其中，所述样品槽两侧设置有通孔。

其中，所述碲镉汞器件通过簧片、螺钉和压片固定在样品盘上，样品盘被安装于样品托上。

其中，所述增透膜层生长腔室的的侧壁上设置有观察窗。

本实用新型有益效果如下：

通过上述装置对碲镉汞器件进行增透膜层生长，由于设置有压片，在需要保护的读出电路没有生长上增透膜层，保证了器件的电学连通，并且没有对探测器器件产生附加损伤，达到了良好的无损伤生长目的。

附图说明

图1是本实用新型一种用于碲镉汞器件增透膜层生长装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种安装有压片的内嵌式样品盘的结构示意图；

图3是本实用新型一种内嵌式样品盘的结构示意图；

图4是本实用新型一种压片的剖视图；

图5是本实用新型一种簧片的正视图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。