【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体技术中的微机电系统(MEMS)工艺制造领域,具体涉及一种高填充因子的微测辐射热计及制备方法。
技术介绍
微测辐射热计(Micro-bolometer)是基于具有热敏特性的材料在温度发生变化时电阻值发生相应的变化而制造的一种热探测器。非制冷红外探测技术是无需制冷系统对外界物体的红外辐射(IR)进行感知并转化成电信号经处理后在显示终端输出的技术,可广泛应用于国防、航天、医学、生产监控等众多领域。非制冷红外焦平面探测器由于其能够在室温状态下工作,并具有质量轻、体积小、寿命长、成本低、功率小、启动快及稳定性好等优点,满足了民用红外系统和部分军事红外系统对长波红外探测器的迫切需要。太赫兹探测器是把波长更长的太赫兹波段(30~3000μm)的电磁波转化为可检测的电信号,从而观测外部事物,在军事和民事领域具有广泛的应用与前景,如成像、通信、遥感、雷达、天文、生物医学等。使用微测射辐热计制作非制冷红外探测器和太赫兹探测器是一种非常常见的方式。微测辐射热计是通过制作在硅基底上来形成成像阵列。每一个微测辐射热计都作为一个像元提供一个成像像素。这些微测辐射热计的电阻的改变是通过读出电路(ROIC)转化成电信号。读出电路和探测器阵列组合成了焦平面阵列。在焦平面阵列中,每个微测辐射热计都有两个相互独立的电连接结构。这个电学连接结构可能需要跟临近的微测辐射热计共享或者不共享。传统的结构的缺点是,利用反应离子刻蚀(RIE)直接刻蚀接触孔,制备的接触孔会呈倒梯形,接触孔占据的面积大。该方法导致热敏电阻占据的像元比例小,而影响探测器的性能;在梯形接触孔中直接沉积金属电 ...
【技术保护点】
一种高填充因子的微测辐射热计的制备方法,特征在于包括以下步骤:步骤1,在微测辐射热计的读出电路(1)上沉积金属反射层(2)并图形化,沉积绝缘介质层(3);步骤2,沉积牺牲层(4)和支撑层(5);牺牲层材料可以选用非晶碳、非晶硅、氧化硅或者耐温光刻胶如BCD、PI等;步骤3,沉积金属电极层(6)和热敏层(8)并图形化,蚀刻金属电极层(6)与热敏层(8)的接触孔;包括两种方法:方法一,沉积金属电极层(6)并图形化,沉积保护层并图形化,蚀刻金属电极层(6)与热敏层(8)的接触孔,沉积热敏层(8)并图形化,沉积钝化层并图形化;方法二,沉积热敏层(8)并图形化,沉积保护层并图形化,蚀刻金属电极层(6)与热敏层(8)的接触孔,沉积金属电极层(6)并图形化,沉积钝化层(7)并图形化;步骤4,进行金属电极保护层图形化,蚀刻掉部分保护层和钝化层(7),漏出部分金属电极层(6),形成金属电极接触孔;步骤5,在金属电极接触孔上图形化,蚀刻金属电极层(6)、支撑层(5)和牺牲层(4),形成高深宽比的垂直孔作为接触孔(10),直至露出金属反射层(2),去除光刻胶;再次利用光刻图形化后露出接触孔,沉积电学连接金属 ...
【技术特征摘要】
1.一种高填充因子的微测辐射热计的制备方法,特征在于包括以下步骤:步骤1,在微测辐射热计的读出电路(1)上沉积金属反射层(2)并图形化,沉积绝缘介质层(3);步骤2,沉积牺牲层(4)和支撑层(5);牺牲层材料可以选用非晶碳、非晶硅、氧化硅或者耐温光刻胶如BCD、PI等;步骤3,沉积金属电极层(6)和热敏层(8)并图形化,蚀刻金属电极层(6)与热敏层(8)的接触孔;包括两种方法:方法一,沉积金属电极层(6)并图形化,沉积保护层并图形化,蚀刻金属电极层(6)与热敏层(8)的接触孔,沉积热敏层(8)并图形化,沉积钝化层并图形化;方法二,沉积热敏层(8)并图形化,沉积保护层并图形化,蚀刻金属电极层(6)与热敏层(8)的接触孔,沉积金属电极层(6)并图形化,沉积钝化层(7)并图形化;步骤4,进行金属电极保护层图形化,蚀刻掉部分保护层和钝化层(7),漏出部分金属电极层(6),形成金属电极接触孔;步骤5,在金属电极接触孔上图形化,蚀刻金属电极层(6)、支撑层(5)和牺牲层(4),形成高深宽比的垂直孔作为接触孔(10),直至露出金属反射层(2),去除光刻胶;再次利用光刻图形化后露出接触孔,沉积电学连接金属(11);步骤6,去除光刻胶以及光刻胶上多余的金属;在形成的电学连接金属(11)上沉积一层氮化硅钝化层,并光刻图形化;步骤7,蚀刻各层氮化硅薄膜,释放牺牲层(4),形成最终的微桥结构。2.根据权利要求1所述高填充因子的微测辐射热计的制备方法,其特征在于:步骤1中,金属反射层(2)厚度0.05~0.40μm。3.根据权利要求1所述高填充因子的微测辐射热计的制备方法,其特征在于:步骤1中,绝缘介质层(3)为氮化硅或者二氧化硅薄膜,厚度0.02~0.30μm。4.根据权利要求1所述高填充因子的微测辐射热计的制备方法,其特征在于:步骤2中,支撑层(5)为低应力氮化硅薄膜,利用等离子体增强化学气相沉积,厚度0.01~0.30μm。5.根据权利要求1所述高填充因子的微测辐射热计的制备方法,其特征在于:步骤3中,保护层和钝化层(9)材料均为低应力氮化硅薄膜,采用等离子体增强化学气相沉积法沉积,保护层厚度钝化层(9)厚度为6.根据权利要求1所述高填充因子的微测辐射热计的制备方法,其特征在于:步骤3中,金属电极层(6)一般使用Ti、TiN、NiCr薄膜,利用物理气相沉积,厚度7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员:邱栋,王鹏,王宏臣,陈文礼,马宏,
申请(专利权)人:烟台睿创微纳技术股份有限公司,
类型:发明
国别省市:山东;37
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