一种红外探测器及其制造方法技术

本发明专利技术揭示一种红外探测器及其制造方法。所述红外探测器包括：像元阵列区；非像元区，环绕所述像元阵列区；光刻shot间隔区，环绕所述像元阵列区、设置于所述像元阵列区和所述非像元区之间，所述光刻shot间隔区包括：多个电连接区，所述电连接区包括第一金属连接层以及设置于第一金属连接层入光侧的第一反射连接层，其中，位于所述电连接区两侧的所述像元阵列区和所述非像元区之间通过所述第一金属连接层和所述第一反射连接层电连接；多个光刻图形放置区，设置于多个所述电连接区之间。该红外探测器的结构所采用的拼接技术方案，能够满足大阵列成像所使用的红外成像探测器的制造工艺中，解决拼接工艺中拼接边界出现图形畸变等问题，提升产品的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种红外探测器及其制造方法
本专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种红外探测器及其制造方法。
技术介绍
微电子机械系统(MicroElectroMechanicalSystems，MEMS)技术具有微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等诸多优点，故其已广泛应用在包括红外探测
的诸多领域。红外探测器是红外探测
中一种具体的微电子机械系统MEMS产品，其利用敏感材料探测层如非晶硅或氧化钒吸收红外，从而引起其电阻的变化，据此来实现热成像功能。由于探测器的制造工艺一般与CMOS半导体器件的制造工艺的兼容性比较差，因此，很难实现探测器的大规模生产。但是，微电子机械系统MEMS产品的市场需求逐渐扩大，CMOS-MEMS的概念逐渐被人提出，即CMOS制造工艺与微电子机械系统MEMS产品制造工艺集成。具体地，红外探测器一般是利用CMOS制造工艺制作外围读取及信号处理电路，再MEMS微桥结构集成于CMOS电路上，利用敏感材料探测层(通常为非晶硅或氧化机)吸收红外且将其转化成电信号，电信号通过CMOS电路读取和处理后实现热成像功能。一般，红外探测器的像元尺寸普遍较大，当制造大阵列成像所使用的红外探测器时，其芯片面积往往超过光刻机的一个曝光(shot)面积，因此，需要使用拼接技术来实现上述应用于大阵列成像中的红外探测器的制造工艺。然而，在进行拼接的过程中，拼接边界往往会出现图形畸变等性能问题，成为拼接方案的瓶颈技术。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种红外探测器及其制造方法。该红外探测器的结构所采用的拼接技术方案，能够满足大阵列成像所使用的红外成像探测器的制造工艺中，很好地解决拼接工艺中拼接边界出现图形畸变等问题，提升产品的性能。根据本专利技术的一个方面提供一种红外探测器，所述红外探测器包括：像元阵列区；非像元区，环绕所述像元阵列区；光刻shot间隔区，环绕所述像元阵列区、设置于所述像元阵列区和所述非像元区之间，所述光刻shot间隔区包括：多个电连接区，所述电连接区包括第一金属连接层以及设置于所述第一金属连接层入光侧的第一反射连接层，其中，位于所述电连接区两侧的所述像元阵列区和所述非像元区之间通过所述第一金属连接层和所述第一反射连接层电连接；多个光刻图形放置区，设置于多个所述电连接区之间。可选地，所述像元阵列区呈矩形，所述红外探测器包括环绕所述像元阵列区设置的八个非像元区、八个所述非像元区与所述像元阵列区之间呈九宫格状排列；所述光刻shot间隔区呈矩形环绕所述像元阵列区，所述光刻shot间隔区包括四个电连接区和四个光刻图形放置区，其中，四个所述电连接区设置于所述光刻shot间隔区的四条侧边，四个所述光刻图形放置区设置于所述光刻shot间隔区的四个角落，位于所述像元阵列区上侧、下侧、左侧和右侧的四个非像元区分别通过四个所述电连接区与所述像元阵列区电连接。可选地，所述像元阵列区包括多个像元，每个所述像元包括多个不连续的反射层，沿行方向或列方向上两个相邻的所述像元包括至少一对相互对应的所述反射层；所述像元阵列区还包括第二反射连接层，所述第二反射连接层沿行方向或沿列方向电连接一对相互对应的所述反射层。可选地，所述红外探测器包括驱动模块，所述驱动模块设置于所述像元阵列区的上侧、下侧、左侧或者右侧的任一个所述非像元区中；当所述驱动模块设置于所述像元阵列区的左侧或右侧的一个所述非像元区时，多个所述像元之间均沿行方向通过所述第二反射连接层电连接，且靠近所述驱动模块的所述像元与所述驱动模块之间通过沿行方向延伸的所述第一反射连接层电连接；当所述驱动模块设置于所述像元阵列区的上侧或下侧的一个所述非像元区中时，多个所述像元之间均沿列方向通过所述第二反射连接层电连接，且靠近所述驱动模块的所述像元与所述驱动模块之间通过沿列方向延伸的所述第一反射连接层电连接。可选地，每个所述像元中的两个不连续的所述反射层之间的间距小于0.3μm。可选地，所述电连接区包括连接多个所述像元的多个所述第一反射连接层，每个第一反射连接层包括位于所述电连接区内的主体部和分别向两侧的所述像元阵列区和所述非像元区延伸的延伸部，其中，在距离所述电连接区第一距离内的所述延伸部的宽度为所述主体部的宽度的二分之一。可选地，所述第一距离为10μm。可选地，所述主体部包括一重叠区域和两侧的非重叠区域，所述重叠区域的厚度为所述非重叠区的厚度的两倍。可选地，所述重叠区域的长度大于等于30μm。可选地，相邻的两个所述延伸部之间的间距为所述延伸部宽度的3倍。可选地，所述电连接区内的两个相邻的所述主体部之间的间距与每个所述主体部的宽度相等。可选地，所述红外探测器包括呈矩阵排列的多个所述像元阵列区，每个所述像元阵列区的周围包括环绕其设置的八个所述非像元区。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种红外探测器的制造方法，所述红外探测器的制造方法包括如下步骤：在一衬底上光刻形成像元阵列区；在所述像元阵列区的周围光刻形成多个环绕所述像元阵列区的非像元区；每个所述非像元区和所述像元阵列区之间均形成有光刻shot间隔区，所述光刻shot间隔区的电连接区通过其两侧的所述像元阵列区和所述非像元区的光刻后形成，所述光刻shot间隔区包括多个电连接区和位于多个所述电连接区之间多个光刻图形放置区，其中，所述电连接区包括第一金属连接层以及设置于所述第一金属连接层入光侧的第一反射连接层，位于所述电连接区两侧的所述像元阵列区和所述非像元区之间通过所述第一金属连接层和所述第一反射连接层电连接。可选地，在所述形成像元阵列区的步骤中形成多个呈矩阵排列的所述像元阵列区；在所述形成非像元区的步骤中，在每个所述像元阵列区的周围均环绕所述像元阵列区形成八个所述非像元区。可选地，两个相邻的所述像元阵列区之间的非像元区使用同一光刻图案制成；位于四个相邻的像元阵列区之间的两行两列的所述非像元区通过同一个光刻图案制成。相比于现有技术，本专利技术实施例提供的红外探测器以及红外探测器的制造方法中，由于红外探测器利用光刻shot间隔区位置(对应现有红外探测器的划片槽位置)的电连接区的第一反射连接层和第一金属连接层来实现像元阵列区与非像元区之间的电连接，因此，能够很好地解决现有技术中拼接工艺造成的拼接边界出现图形畸变等问题。此外，电连接区并不设置其他器件(例如MOS管等器件)，避免像元阵列区和非像元区之间出现无法配合对准(套准)等问题而引起红外探测器的电路功能和性能的损失；在电路设计上，整个像元阵列区采用逐行或逐列输出的模式，像元阵列区与周围行选或列选电路的电连接仅通过行一侧或者列一侧来实现，因此，需要进行拼接的电连接线最少，更易于拼接工艺的实施；电连接区内各图形(各个第一反射连接层)的线宽和间距的尺寸设计较大，利用较大的尺寸来减小相互拼接(叠加)的过程中的对准(套准)误差，避免形成的红外探测器因上述问题而引起的短路或者断路等问题，提高红外探测器的稳定性和可靠性。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的一个实施例的红外探测器的截面结构示意图；图2为本专利技术的一个实施例的红外探测器的制造方法的流程图；图3为本专利技术的一个实施例的红外探测器制造过程中在硅基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外探测器，其特征在于，所述红外探测器包括：像元阵列区；非像元区，环绕所述像元阵列区；光刻shot间隔区，环绕所述像元阵列区、设置于所述像元阵列区和所述非像元区之间，所述光刻shot间隔区包括：多个电连接区，所述电连接区包括第一金属连接层以及设置于所述第一金属连接层入光侧的第一反射连接层，其中，位于所述电连接区两侧的所述像元阵列区和所述非像元区之间通过所述第一金属连接层和所述第一反射连接层电连接；多个光刻图形放置区，设置于多个所述电连接区之间。

【技术特征摘要】
1.一种红外探测器，其特征在于，所述红外探测器包括：像元阵列区；非像元区，环绕所述像元阵列区；光刻shot间隔区，环绕所述像元阵列区、设置于所述像元阵列区和所述非像元区之间，所述光刻shot间隔区包括：多个电连接区，所述电连接区包括第一金属连接层以及设置于所述第一金属连接层入光侧的第一反射连接层，其中，位于所述电连接区两侧的所述像元阵列区和所述非像元区之间通过所述第一金属连接层和所述第一反射连接层电连接；多个光刻图形放置区，设置于多个所述电连接区之间。2.如权利要求1所述的红外探测器，其特征在于，所述像元阵列区呈矩形，所述红外探测器包括环绕所述像元阵列区设置的八个非像元区、八个所述非像元区与所述像元阵列区之间呈九宫格状排列；所述光刻shot间隔区呈矩形环绕所述像元阵列区，所述光刻shot间隔区包括四个电连接区和四个光刻图形放置区，其中，四个所述电连接区设置于所述光刻shot间隔区的四条侧边，四个所述光刻图形放置区设置于所述光刻shot间隔区的四个角落，位于所述像元阵列区上侧、下侧、左侧和右侧的四个非像元区分别通过四个所述电连接区与所述像元阵列区电连接。3.如权利要求2所述的红外探测器，其特征在于，所述像元阵列区包括多个像元，每个所述像元包括多个不连续的反射层，沿行方向或列方向上两个相邻的所述像元包括至少一对相互对应的所述反射层；所述像元阵列区还包括第二反射连接层，所述第二反射连接层沿行方向或沿列方向电连接一对相互对应的所述反射层。4.如权利要求3所述的红外探测器，其特征在于，所述红外探测器包括驱动模块，所述驱动模块设置于所述像元阵列区的上侧、下侧、左侧或者右侧的任一个所述非像元区中；当所述驱动模块设置于所述像元阵列区的左侧或右侧的一个所述非像元区时，多个所述像元之间均沿行方向通过所述第二反射连接层电连接，且靠近所述驱动模块的所述像元与所述驱动模块之间通过沿行方向延伸的所述第一反射连接层电连接；当所述驱动模块设置于所述像元阵列区的上侧或下侧的一个所述非像元区中时，多个所述像元之间均沿列方向通过所述第二反射连接层电连接，且靠近所述驱动模块的所述像元与...

【专利技术属性】
技术研发人员：康晓旭，李铭，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31