[发明专利]像元错位的铟镓砷线列探测器、检测方法及铟镓砷光敏芯片

说明书

本发明公开了一种像元错位的铟镓砷线列探测器、检测方法及铟镓砷光敏芯片；所述铟镓砷线列探测器包括铟镓砷光敏芯片，所述铟镓砷光敏芯片包括至少两行平行排列的像元；相邻行中的像元沿行方向错位设置；相邻两行像元在列方向的中心距不小于一个像元在列方向的物理尺寸。本发明提供的像元错位的铟镓砷线列探测器及基于其的检测方法、铟镓砷光敏芯片，通过设置相邻两行的像元形成合理的错位结构，可以有效地利用相邻行的像元实现对检测对象的成像互补，避免了由于相邻像元的成像空隙对入射光无响应，显著降低了探测系统对场景中异常的漏检概率的问题，并能通过图像融合处理实现图像分辨率的提升。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种像元错位的铟镓砷线列探测器、检测方法及铟镓砷光敏芯片。

背景技术

随着科技进步和社会发展，光电探测系统朝着更高分辨率、更小尺寸的方向发展，这就要求探测器具有较大规模和更小的中心距，因此作为短波红外探测的理想选择，铟镓砷光敏芯片通常为背面光入射的阵列结构。相比适用于凝视成像的面阵探测器，线阵探测器主要应用于推扫式成像场景，如机载对地观测、工业检测、光谱分析、粮食筛选等，并且因其更低的成本而具有十分广阔的市场前景。为了减小阵列探测器中各像元间的信号串扰，并具有较高的感光区占空比，可对铟镓砷光敏芯片进行适当优化。但实际上由于制备工艺及器件结构等方面的限制，光敏芯片难以实现100％的感光区占空比。例如，理论上每个像元的物理尺寸30μm×30μm，但实际感光区尺寸可能只有28μm×28μm，即，即使各像元依次紧邻布置，也无法避免地造成相邻像元间会存在一定的成像空隙(也可称为感光空隙)，从而导致光电探测系统在实际成像时易出现部分场景信息的缺失，这显著增大了诸如在线扫描检测应用场景中的漏检概率。而采用常规的微透镜等光学调制结构来解决这一问题，会增加对准难度、制造成本及探测器系统体积，不利于系统的小型化发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中铟镓砷线列探测器由于相邻像元间会存在一定的感光间隙而导致较高漏检率的缺陷，提供一种像元错位的铟镓砷线列探测器、检测方法及铟镓砷光敏芯片。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供了一种像元错位的铟镓砷线列探测器，所述铟镓砷线列探测器包括铟镓砷光敏芯片，所述铟镓砷光敏芯片包括至少两行平行排列的像元；相邻行中的像元沿行方向错位设置。

较佳地，所述铟镓砷线列探测器还包括读出电路；

所述读出电路与所述铟镓砷光敏芯片电连接；

所述读出电路用于从所述铟镓砷光敏芯片读取光电转换信号。

较佳地，所述铟镓砷线列探测器还包括互连层；所述互连层包括分别设置于所述铟镓砷光敏芯片的下表面和所述读出电路的上表面且一一对应的电极组；

所述铟镓砷光敏芯片和所述读出电路通过所述互连层电连接。

较佳地，所述铟镓砷光敏芯片的下表面覆盖有钝化膜层；

所述电极组包括设置于所述铟镓砷光敏芯片下表面的电极凸块，所述电极凸块凸出于所述钝化膜层。

较佳地，所述读出电路还设置有若干外接电极，所述外接电极用于和外部接口电连接，以将所述光电转换信号发送至外部。

较佳地，所述外接电极通过引线键合方式将所述光电转换信号发送至所述外部接口。

较佳地，各行中的像元沿行方向等距排列，且相邻行中的像元在行方向的错位距离为同一行中相邻像元的中心距的二分之一。

本发明还提供了一种基于铟镓砷线列探测器的检测方法，所述检测方法包括步骤：

采用上述的铟镓砷线列探测器对检测对象进行推扫式成像以得到成像数据，所述成像数据由所述铟镓砷线列探测器的像元分别获取的像元信号转化得到；