The invention relates to a novel double-layer uncooled infrared focal plane detector pixel structure and a preparation method thereof, comprising the base semiconductor readout circuit in making metal reflective layer, dielectric layer deposited on the metal reflection layer; the insulating medium layer are sequentially deposited on the first sacrificial layer, support layer, the first layer and the first thermal protection layer. The first photoresist support layer and a first protective layer until the contact with the first sacrificial layer, a first protective layer is deposited on the second sacrificial layer, and the first sacrificial layer and second sacrificial layer for graphical processing, the formation of anchor hole graphic processing after the first sacrificial layer and second sacrificial layer, the anchor hole is a straight hole, deposition the second layer support layer; etching the through hole second in support of the support layer and the first protective layer; etching a contact hole in the contact hole in second; and second support layer deposited on the metal electrode layer The metal plate and the metal dock are deposited with second protective layers on the metal electrode pattern, and the second protection layer and the second supporting layer are patterned by photolithography, and finally the structure is released.
【技术实现步骤摘要】
一种新型双层非制冷红外焦平面探测器像素结构及其制备方法
本专利技术属于半导体技术中的微机电系统工艺制造领域,具体涉及一种新型双层非制冷红外焦平面探测器像素结构及其制备方法。
技术介绍
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,近几年来发展迅猛。非制冷红外探测器主要包括测辐射热计、热释电和热电堆探测器等,其中基于微机电系统(MEMS)制造工艺的微测辐射热计(Micro-bolometer)红外探测器由于其响应速率高,制作工艺简单且与集成电路制造工艺兼容,具有较低的串音和较低的1/f噪声,较高的帧速,工作无需斩波器,便于大规模生产等优点,是非制冷红外探测器的主流技术之一。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非制冷红外探测器。工作时对支撑在绝热结构上的热敏电阻两端施加固定的偏置电压或电流源,入射红外辐射引起的温度变化使得热敏电阻阻值减小,从而使电流、电压发生改变,并由读出电路(ROIC)读出电信号的变化。作为热敏电阻的材料必须具有较高的电阻温度系数(TCR),较低的1/f噪声,适当的电阻值和稳定的电性能,以及易于制备等要求。目前主流的热敏材料包括氧化钒(VOx)、非晶硅以及高温超导材 ...
【技术保护点】
一种新型双层非制冷红外焦平面探测器像素结构,包括一包含读出电路的半导体基座和一具有微桥支撑结构的探测器,所述探测器与所述半导体基座的读出电路形成电连接,其特征在于,所述探测器包括金属反射层、绝缘介质层、支撑层、保护层、金属电极层和热敏层,所述金属反射层包括若干个金属块,所述支撑层包括第一支撑层和第二支撑层,所述保护层包括第一保护层和第二保护层;所述半导体基座的读出电路上依次设置有金属反射层和绝缘介质层;所述第一支撑层设置在所述绝缘介质层的上方,所述第一支撑层上方依次设置热敏层、第一保护层和第二支撑层;所述第一保护层和第二支撑层上设有接触孔,所述接触孔的下端终止于所述热敏层,所述接触孔内充满金属电极和金属坞,所述金属坞设置在所述金属电极的上方,所述金属电极与所述热敏层电连接;所述第二支撑层上设有锚点孔,所述锚点孔包括第一锚点孔和第三锚点孔,所述锚点孔为直孔,且底部设有通孔,所述通孔的下端终止于所述金属块,所述通孔和锚点孔内充满所述金属电极和金属坞,所述金属电极层和金属坞上设有第二保护层。
【技术特征摘要】
1.一种新型双层非制冷红外焦平面探测器像素结构,包括一包含读出电路的半导体基座和一具有微桥支撑结构的探测器,所述探测器与所述半导体基座的读出电路形成电连接,其特征在于,所述探测器包括金属反射层、绝缘介质层、支撑层、保护层、金属电极层和热敏层,所述金属反射层包括若干个金属块,所述支撑层包括第一支撑层和第二支撑层,所述保护层包括第一保护层和第二保护层;所述半导体基座的读出电路上依次设置有金属反射层和绝缘介质层;所述第一支撑层设置在所述绝缘介质层的上方,所述第一支撑层上方依次设置热敏层、第一保护层和第二支撑层;所述第一保护层和第二支撑层上设有接触孔,所述接触孔的下端终止于所述热敏层,所述接触孔内充满金属电极和金属坞,所述金属坞设置在所述金属电极的上方,所述金属电极与所述热敏层电连接;所述第二支撑层上设有锚点孔,所述锚点孔包括第一锚点孔和第三锚点孔,所述锚点孔为直孔,且底部设有通孔,所述通孔的下端终止于所述金属块,所述通孔和锚点孔内充满所述金属电极和金属坞,所述金属电极层和金属坞上设有第二保护层。2.根据权利要求1所述的新型双层非制冷红外焦平面探测器像素结构,其特征在于,所述绝缘介质层为氮化硅薄膜,所述支撑层为氮化硅薄膜,所述保护层为氮化硅薄膜,所述热敏层为氧化钒薄膜或氧化钛薄膜。3.如权利要求1或2所述的一种新型双层非制冷红外焦平面探测器像素结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:在包含读出电路半导体基座上制作金属反射层;并对金属反射层进行图形化处理,图形化后的金属反射层形成若干个金属块;所述金属块与半导体基座上的读出电路电连接;在完成图形化金属反射层上沉积绝缘介质层;步骤二:在所述的绝缘介质层上依次沉积第一牺牲层、第一支撑层、热敏层和第一保护层,所述第一支撑层为低应力氮化硅薄膜,所述第一保护层为低应力氮化硅薄膜,所述热敏层为氧化钒或氧化钛薄膜;步骤三:对第一支撑层和第一保护层进行图形化处理,光刻第一支撑层和第一保护层直至接触第一牺牲层,完成图形化处理后,在暴露的第一牺牲层和图形化处理后第一保护层上沉积第二牺牲层,所述第一牺牲层和第二牺牲层采用聚酰亚胺或非晶碳;步骤四:对第一牺牲层和第二牺牲层进行图形化处理,形成第一锚点孔、第二锚点孔和第三锚点孔,所述第一锚点孔、第二锚点孔和第三锚点孔均为...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈文礼,杨水长,王宏臣,甘先锋,曲婷,孙传彬,
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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