The invention relates to a novel uncooled infrared focal plane detector pixel structure preparation method in making metal layer includes a readout circuit of a semiconductor base; in the deposition of metal layer on the complete graph of insulating layer; the insulating medium layer are sequentially deposited on the first sacrificial layer, support layer, the first layer and the first thermal protection layer, photoetching the first supporting layer and a first protective layer to contact the first sacrificial layer, a first protective layer is deposited on the second sacrificial layer, and the complete graphic processing of the first sacrifice deposited second layer and the second sacrificial layer support layer; etching and etching time through the through holes in the semiconductor layer is deposited over the base second support on lithography; or second support layer and etching the first protective layer to obtain a contact hole, contact hole lithography and etching terminating in a thermosensitive layer; depositing Au contact hole and second support layer. The second protective layer is deposited 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】
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,具体涉及一种新型非制冷红外焦平面探测器及其制备方法。
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料(YBCO)等,另外也有关于氧化钛,氧化镍等材料作为微测辐射热计 ...
【技术保护点】
一种新型非制冷红外焦平面探测器像素结构制备方法,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层;并对金属层进行图形化处理,图形化后的金属层形成金属反射层和金属块;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者非晶碳;步骤四:对第一牺牲层和第二牺牲层进行图形化处理,并形成第一锚点孔、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的剖面均为梯形结构,并在完成图形化处理的第一牺牲层和第二牺牲层上沉积第二支撑层,所述第二支撑层是氮化硅薄膜;步骤五:在沉积完二支撑层的半导体基座上通过光刻和蚀刻的方法刻通孔,通孔蚀刻终止于所述金属块;步骤六:同 ...
【技术特征摘要】
1.一种新型非制冷红外焦平面探测器像素结构制备方法,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层;并对金属层进行图形化处理,图形化后的金属层形成金属反射层和金属块;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者非晶碳;步骤四:对第一牺牲层和第二牺牲层进行图形化处理,并形成第一锚点孔、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的剖面均为梯形结构,并在完成图形化处理的第一牺牲层和第二牺牲层上沉积第二支撑层,所述第二支撑层是氮化硅薄膜;步骤五:在沉积完二支撑层的半导体基座上通过光刻和蚀刻的方法刻通孔,通孔蚀刻终止于所述金属块;步骤六:同时光刻或蚀刻第二支撑层和第一保护层以得到接触孔,接触孔光刻和蚀刻终止于所述热敏层;步骤七:在形成的接触孔内和图形化后第二支撑层上沉积金属电极层,并对金属电极层进行图形化处理,利用光刻或蚀刻的方法得到金属电极图形;在得到的金属电极图形上沉积第二保护层,所述第二保护层为低应力氮化硅薄膜;步骤八:利用光刻和蚀刻第二保护层和第二支撑层,形成钝化层图形,进行结构释放:去除第一牺牲层和第二牺牲层,形成微桥结构。2.根据权利要求1所述的新型非制冷红外焦平面探测器像素结构制备方法,其特征在于,金属反射层的厚度为反射层金属对波长为8~14um的红外光的反射率在99%以上。3.根据权利要求1所述的新型非制冷红外焦平面探测器像素结构制备方法,其特征在于,所述的绝缘介质层为氮化硅薄膜或者氧化硅薄膜,厚度为4.根据权利要求1所述的新型非制冷红外焦平面探测器像素结构...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈文礼,杨水长,王宏臣,甘先锋,王鹏,孙瑞山,
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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