一种非制冷红外晶圆级封装探测器的制作方法

1.本发明涉及晶圆级封装探测器技术领域，具体为一种非制冷红外晶圆级封装探测器。

背景技术：

2.非制冷红外晶圆级封装探测器中，由于探测器中大片焊料环金属作为晶圆级封装的基底层集成在读出电路上，同时器件反射层也为大片金属集成在读出电路上，而大片焊料环金属和反射层没有固定的电位，则会存在寄生电容、寄生电阻等，从而会影响探测器正常参数，也会增加探测器噪声，导致探测器性能差，而大片金属在工艺刻蚀制作中，会聚集大量电荷，晶圆级封装键合时会对探测器结构有一定的影响，因此我们需要提出一种非制冷红外晶圆级封装探测器。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种非制冷红外晶圆级封装探测器，本发明将焊料环和器件反射层上大片面积金属通过接触部连接到读出电路的地电位上，通过金属接地的方式减小寄生电容、寄生电阻，也会将金属刻蚀工艺中聚集的大量电荷通过接地的方式释放，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种非制冷红外晶圆级封装探测器，包括读出电路以及盖封于所述读出电路上的封装盖帽，所述读出电路与所述封装盖帽之间通过焊料环连接，所述焊料环呈接地设置。
6.作为本发明所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器的优选方案，其中：所述读出电路上具有焦平面阵列结构，所述焦平面阵列结构包括器件反射层以及位于器件反射层上方的微桥结构，所述器件反射层呈接地设置。
7.作为本发明所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器的优选方案，其中：所述读出电路上设置有绝缘层，所述焊料环和所述器件反射层均位于所述绝缘层上方，所述绝缘层上设置有电学接触部，所述焊料环和/或所述器件反射层通过电学接触部连接到读出电路的地电位上。
8.作为本发明所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器的优选方案，其中：所述绝缘层上对应所述焊料环和/或所述器件反射层设置有多组电学接触部。
9.作为本发明所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器的优选方案，其中：每组所述电学接触部包括多个电学接触元件。
10.作为本发明所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器的优选方案，其中：所述电学接触元件包括开设于绝缘层上的通孔和位于通孔内的连接金属。
11.作为本发明所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器的优选方案，其中：所述电学接触元件采用mems工艺制作而成。
12.作为本发明所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器的优选方案，其中：所述焊
料环设置为多层金属叠加键合结构。
13.作为本发明所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器的优选方案，其中：所述焊料环的叠加键合结构的多层金属包括铜、镍、金以及锡。
14.作为本发明所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器的优选方案，其中：所述封装盖帽包括包括封装支柱和封装盖板，所述封装支柱垂直设置在封装盖板和读出电路之间，所述封装支柱通过所述焊料环与读出电路连接。
15.作为本发明所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器的优选方案，其中：所述电学接触部包括第一电学接触部、第二电学接触部与第三电学接触部；所述第一电学接触部、第二电学接触部与第三电学接触部均设置有若干组；所述第一电学接触部与第二电学接触部对应于焊料环，所述第三电学接触部对应于器件反射层。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.本发明提供一种非制冷红外晶圆级封装探测器，利用mems工艺将焊料环和器件反射层上大片面积金属通过接触部连接到读出电路的地电位上，通过金属接地的方式减小寄生电容、寄生电阻，提高探测器性能；由于大片金属刻蚀工艺中聚集的大量电荷，会对器件结构产生影响，将晶圆级封装的焊料环和器件反射层通过读出电路接到地电位上，也会将金属刻蚀工艺中聚集的大量电荷通过接地的方式释放，提升了探测器的性能及器件结构的稳固，同时增加了探测器的生产良率。
18.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
19.图1为本发明中焊料环的示意图；
20.图2为本发明晶圆阵列焊料环的示意图；
21.图3为本发明焊料环工艺的示意图。
22.图中：1-绝缘层；2-焊料环；3-封装盖板；4-封装支柱；5-mems微桥结构；6-器件反射层；7-第三电学接触部；8-第一电学接触部；9-第二电学接触部。
具体实施方式
23.在不同附图中以相同标号来标示相同或类似组件；另外请了解文中诸如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“端”、“部”、“段”、“宽度”、“厚度”、“区”等等及类似用语仅便于看图者参考图中构造以及仅用于帮助描述本发明而已，并非是对本发明的限定。
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.一种非制冷红外晶圆级封装探测器，包括读出电路，所述读出电路上集成有作为晶圆级封装的基底层的焊料环2，所述焊料环2呈接地设置，所述读出电路上通过焊料环2连
接有封装盖帽，所述封装盖帽包括封装支柱4和封装盖板3，所述封装盖板3通过封装支柱4连接于焊料环2，所述焊料环2与读出电路之间设置有绝缘层1。
26.以下结合具体实施例对本发明技术方案进行进一步说明。
27.请参阅图1-3，本发明的一个实施例的非制冷红外晶圆级封装探测器，包括读出电路，所述读出电路上集成有作为晶圆级封装的基底层的焊料环2，所述读出电路上还集成有器件反射层6，焊料环2上通过封装支柱4连接有封装盖板3，所述焊料环2和器件反射层6与读出电路之间均设置有绝缘层1，绝缘层1的材质为氧化硅或二氧化硅，绝缘层为在标准的读出电路上制作的一层绝缘层，作用是在绝缘层上形成电学接触部而不需要对读出电路进行重新设计；所述绝缘层1上设置有电学接触部，焊料环2与器件反射层6通过电学接触部连接到读出电路的地电位上。所述焊料环2呈阵列分布；所述焊料环2设置为多层金属叠加键合结构；所述焊料环2的叠加键合结构的多层金属包括铜、镍、金以及锡。所述焊料环2和器件反射层6上大片面积金属通过电学接触部连接到读出电路的地电位上，所述电学接触部采用mems工艺制作而成。所述焊料环2和器件反射层6通过金属接地的方式可减小寄生电容和寄生电阻；该金属接地的方式也会将金属刻蚀工艺中聚集的大量电荷通过接地的方式释放，保证探测器性能及器件结构的稳固。
28.请参阅图1-3，本发明的另一个实施例的非制冷红外晶圆级封装探测器，与上一个实施例相比，包括读出电路，所述读出电路上集成有作为晶圆级封装的基底层的焊料环2，所述读出电路上还集成有器件反射层6，焊料环2上通过封装支柱4连接有封装盖板3，所述焊料环2和器件反射层6与读出电路之间均设置有绝缘层1，所述绝缘层1上设置有电学接触部，焊料环2与器件反射层6通过电学接触部连接到读出电路的地电位上。所述焊料环2和器件反射层6上大片面积金属通过电学接触部连接到读出电路的地电位上，所述电学接触部采用mems工艺制作而成。晶圆级封装中的焊料环2由多层金属，如铜、镍、金、锡等多层金属叠加键合实现，由于探测器中大片焊料环2金属作为晶圆级封装的基底层集成在读出电路上，而大片焊料环2金属没有固定的电位，如图1、图2所示；将焊料环2和器件反射层6上大片面积金属通过接触部连接到读出电路的地电位上，通过金属接地的方式减小寄生电容、寄生电阻，也会将金属刻蚀工艺中聚集的大量电荷通过接地的方式释放，如图3所示。所述器件反射层6上设置有mems微桥结构5。所述绝缘层1上对应所述焊料环2或所述器件反射层6均可以设置多组电学接触部，每组所述电学接触部包括一个或多个电学接触元件，所述电学接触元件可以采用mems工艺制作，其包括开设于绝缘层(1)上的通孔和位于通孔内的连接金属。本实施例中，所述电学接触部包括第一电学接触部8、第二电学接触部9与第三电学接触部7，所述第一电学接触部8与第二电学接触部9对应于焊料环2，所述第三电学接触部7对应于器件反射层6。通过设置多组电学接触部且每组电学接触部包括多个电学接触元件，可以实现电荷的稳定释放，减小寄生电容、寄生电阻，提高探测器性能，同时能保证接地连接的可靠性。
29.本发明利用mems工艺将焊料环2和器件反射层6上大片面积金属通过接触部连接到读出电路的地电位上，通过金属接地的方式减小寄生电容、寄生电阻，提高探测器性能；由于大片金属刻蚀工艺中聚集的大量电荷，会对器件结构产生影响，将晶圆级封装的焊料环2和器件反射层6通过读出电路接到地电位上，也会将金属刻蚀工艺中聚集的大量电荷通过接地的方式释放，提升了探测器的性能及器件结构的稳固，同时增加了探测器的生产良
率。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种非制冷红外晶圆级封装探测器，其特征在于，包括读出电路以及盖封于所述读出电路上的封装盖帽，所述读出电路与所述封装盖帽之间通过焊料环(2)连接，所述焊料环(2)呈接地设置。2.根据权利要求1所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器，其特征在于：所述读出电路上具有焦平面阵列结构，所述焦平面阵列结构包括器件反射层(6)以及位于器件反射层(6)上方的微桥结构，所述器件反射层(6)呈接地设置。3.根据权利要求2所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器，其特征在于：所述读出电路上设置有绝缘层，所述焊料环(2)和所述器件反射层(6)均位于所述绝缘层上方，所述绝缘层(1)上设置有电学接触部，所述焊料环(2)和/或所述器件反射层(6)通过电学接触部连接到读出电路的地电位上。4.根据权利要求3所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器，其特征在于：所述绝缘层(1)上对应所述焊料环(2)和/或所述器件反射层(6)设置有多组电学接触部。5.根据权利要求4所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器，其特征在于：每组所述电学接触部包括多个电学接触元件。6.根据权利要求5所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器，其特征在于：所述电学接触元件包括开设于绝缘层(1)上的通孔和位于通孔内的连接金属。7.根据权利要求6所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器，其特征在于：所述电学接触元件采用mems工艺制作而成。8.根据权利要求1所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器，其特征在于：所述焊料环(2)设置为多层金属叠加键合结构。9.根据权利要求8所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器，其特征在于：所述焊料环(2)的叠加键合结构的多层金属包括铜、镍、金以及锡。10.根据权利要求1所述的一种非制冷红外晶圆级封装探测器，其特征在于：所述封装盖帽包括包括封装支柱(4)和封装盖板(3)，所述封装支柱(4)垂直设置在封装盖板(3)和读出电路之间，所述封装支柱(4)通过所述焊料环(2)与读出电路连接。

技术总结

本发明属于晶圆级封装探测器技术领域，具体提供一种非制冷红外晶圆级封装探测器，利用MEMS工艺将焊料环和器件反射层上大片面积金属通过接触部连接到读出电路的地电位上，通过金属接地的方式减小寄生电容、寄生电阻，提高探测器性能；由于大片金属刻蚀工艺中聚集的大量电荷，会对器件结构产生影响，将晶圆级封装的焊料环和器件反射层通过读出电路接到地电位上，也会将金属刻蚀工艺中聚集的大量电荷通过接地的方式释放，提升了探测器的性能及器件结构的稳固，同时增加了探测器的生产良率。同时增加了探测器的生产良率。同时增加了探测器的生产良率。