包括升起的电连接垫的、用于检测电磁辐射的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于检测电磁辐射的装置(1)，其包括位于衬底(2)中的读出电路(10)和位于该衬底上的电连接垫(30)，所述电连接垫包括在衬底上升起并且电连接到读出电路的金属部分(31)。该检测装置还包括保护壁(34)和被称为加强层部分(4)的部分，该保护壁在升起的金属部分下方延伸，以便与其一起限定腔(3)的至少一部分，该加强层部分(4)位于腔中并且升起的金属部分置于该加强层部分上。

A device for detecting electromagnetic radiation, including raised electrical pads

The invention relates to a device for detecting the electromagnetic radiation (1), which comprises a substrate (2) in the readout circuit (10) and is located on the substrate is electrically connected with the pad (30), the electric connecting pads on the substrate including rises and electrically connected to the readout circuit of the metal part (31). The detection device also comprises a protective wall (34) and is called the strengthening layer (4) part of the protection wall below the rising part of the metal with the extension to define a cavity (3) at least a portion of the reinforced layer (4) is located in the part of metal cavity and rising in the strengthening layer on the part of.

【技术实现步骤摘要】
包括升起的电连接垫的、用于检测电磁辐射的装置
本专利技术的领域是用于检测电磁辐射、特别是红外或太赫兹辐射的装置的领域，所述装置包括升起在包含读出电路的衬底之上的电连接垫。本专利技术尤其适用于红外热成像和成像领域。
技术介绍
用于检测电磁辐射、例如红外或太赫兹辐射的装置通常包括称之为基本热检测器的检测器矩阵阵列，每个检测器都包括能够吸收待检测电磁辐射的部分。为了确保检测器热绝缘的目标，所述部分通常采取膜的形式，所述膜通过锚定柱悬置在衬底之上并且通过热绝缘臂与衬底热绝缘。由于这些锚定柱和绝缘臂用于将悬置膜电连接到通常放置在衬底中的读出电路，所以它们还具有电功能。读出电路通常采取CMOS电路的形式。它允许将控制信号施加到热检测器，并且允许读取响应于待检测电磁辐射的吸收而由热检测器生成的检测信号。读出电路具有由金属线形成的各个电互连级，所述级通过称之为金属间介电层的层而彼此电绝缘。读出电路的电连接垫放置在衬底上，使得可以从检测装置的外部与其接触。图1示出用于检测红外辐射的示例性装置1，比如在文献EP2743659中所描述的装置，其电连接垫30包括面向衬底2的升起的金属部分31。检测装置1包括多个热检测器20，这些热检测器的每个吸收膜21以非零距离H悬置在衬底2之上。每个吸收膜21电连接到读出电路10的金属线的部分11a，在此，金属线属于CMOS电路的倒数第二电互连级。检测装置1还包括用于对读出电路10进行电连接的垫30，所述垫包括金属部分31，该金属部分升起在衬底2之上并且电连接到在此属于同一电互连级的金属线的第二部分11b。金属部分31在此相对于衬底2升起到与吸收膜21相同的距离H，并且通过导电通孔32连接到读出电路10。在吸收膜21和升起的金属部分31的制造期间使用牺牲层，然后对其蚀刻以悬置吸收膜21。牺牲层的未蚀刻部分可以与电连接垫30平齐，即处于升起的金属部分31和衬底2之间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种、用于检测电磁辐射的包括电连接垫的装置，所述电连接垫包括具有改进的机械强度的升起的金属部分。为此目的，本专利技术的主题是一种用于检测电磁辐射的装置，其包括：-读出电路，其位于衬底中；-电连接垫，其放置在衬底上，所述电连接垫包括升起在衬底之上并且电连接到读出电路的金属部分。根据本专利技术，所述装置包括：-保护壁，其在升起的金属部分之下延伸，以便与其一起限定腔的至少一部分；-位于腔中的加强层部分，升起的金属部分置于该加强层部分上。保护壁具有纵向尺寸或长度以及根据平行于衬底的平面的厚度，该纵向尺寸大于所述厚度并且优选至少大十倍。此外，加强部分由矿物材料制成，并且优选由基于氧化硅的材料制成。以下是该检测装置的某些优选但非限制性方面。保护壁可以包括多个直线部段，每个部段都具有纵向尺寸和根据平行于衬底的平面的厚度，纵向尺寸大于厚度并且优选大至少十倍。直线部分是指在平行于衬底的平面中纵向直线延伸的部段。加强部分可以具有大于或等于升起的金属部分的、称之为下表面的表面范围的25％、优选50％、并且更优选75％的表面范围，所述下表面朝向衬底。保护壁可以连续延伸以限定封闭的腔。保护壁可以连续延伸以限定局部打开的腔。检测装置可以包括至少一个热检测器，其放置在衬底上并且通过读出电路电连接到电连接垫，并且包括膜，所述膜适合于吸收待检测电磁辐射并且以与衬底相距基本上等于将升起的金属部分与衬底分离的距离的距离而悬置在衬底之上。保护壁可以由导电材料制成，所述壁将电连接垫电连接到读出电路。保护壁可以环绕至少一个导电通孔，所述通孔将升起的金属部分电连接到读出电路的金属线的下面部分。升起的金属部分可以具有朝向衬底的下表面，其平行于衬底的尺寸大于或等于沿基本上垂直于衬底的轴线将所述升起的金属部分与衬底分离的距离的2倍、优选10倍、并且优选25倍。电连接垫可以在所述腔的外部基本上不包括加强部分。本专利技术还涉及一种用于制造根据前述特征中任一项所述的检测装置的方法，包括：-在覆盖包含读出电路的衬底的蚀刻阻挡层上沉积牺牲层；-穿过牺牲层形成保护壁，以便随后限定腔的至少一部分；-在牺牲层上形成升起的金属部分，使得其置于保护壁上并参与所述腔的限定；-至少部分地蚀刻牺牲层，在该蚀刻步骤之后，位于所述腔中的、称之为加强部分的牺牲层部分未被蚀刻。牺牲层可以由矿物材料制成，并且优选由基于氧化硅的材料制成，并且蚀刻步骤可以通过在酸性介质中、并且优选在气相氢氟酸中的化学侵蚀来执行。在形成保护壁的同时，可以形成用于对热检测器的吸收膜进行机械支撑的锚定柱。附图说明通过阅读对本专利技术的优选实施例的以下详细描述并参考附图，本专利技术的其它方面、目的、优点和特征会变得更加显而易见，所述描述通过非限制性示例而给出，在附图中：-图1示出如在文献EP2743659中所描述的用于检测红外辐射的示例性装置；-图2是根据一个实施例的检测装置的示意性横截面图；-图3a是图2所示的检测装置的电连接垫的示意性俯视图，而图3b是图3a所示的电连接垫的变型的示意性俯视图；-图4a至4g示出用于制造图2所示的检测装置的方法的步骤；和-图5a和5b是例如图2所示的检测装置的变型的示意性横截面图。具体实施方式在附图中以及说明书的其余部分中，相同或相似的元件用相同的附图标记来标识。此外，各个元件未按比例示出以便使附图更加清楚。图2是根据第一实施例的用于检测电磁辐射的装置1的示意性横截面图。在此以及对于本说明书的其余部分而言，定义三维直角坐标系(X，Y，Z)，其中(X，Y)平面基本上平行于检测装置1的衬底的平面，Z轴定向在与衬底2的平面基本正交的方向上。因此，术语“垂直的”和“垂直地”应被理解为相对于沿着Z轴的取向，并且术语“下”和“上”应被理解为相对于沿着Z轴从衬底增加的距离的位置。在该示例中，用于检测电磁辐射的装置1适合于检测红外或太赫兹辐射。该装置包括电连接到读出电路10的热检测器20矩阵阵列。图2是检测装置1的局部视图，并且仅示出单个热检测器20，该热检测器在此被放置在电连接垫30附近。检测装置1包括硅基衬底2，该硅基衬底包括以CMOS技术制造的电子读出电路10，其允许将控制信号施加到热检测器10并且读取检测信号，所述检测信号响应于对目标电磁辐射的检测而生成。读出电路10可以包括由适合于实现读出电路的各种电子功能的MOS电子器件(例如晶体管、二极管和电容器)形成的下部(未示出)。读出电路还包括确保各种MOS器件和热检测器的电连接的多个电互连级和读出电路的至少一个电连接垫与检测装置的外部的电接合。因此，读出电路10包括多个电互连级，所述电互连级分别由多条基本平面的金属线形成，所述金属线通过导电通孔或垂直连接件而连接到下级的金属线。各个电互连级通过被称为金属间电介质(IMD)的介电层而彼此分离，导电通孔垂直穿过这些层。每个金属间介电层都可以由氧化硅SiOx或氮化硅SiNx来制成，或者甚至由具有低相对介电常数的基于氧化硅的合金来制成，比如SiOF、SiOC、SiOCH等。在该示例中，读出电路10包括由第一金属线部分11a和第二金属线部分11b形成的金属上互连级，第一金属线部分11a被定位为面向热检测器20并且用于电连接到该检测器20，第二金属线部分11b被定位为面向电连接垫30并且用于电连接到该垫30。该金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测电磁辐射的装置(1)，包括：‑位于衬底(2)中的读出电路(10)；‑放置在所述衬底(2)上的电连接垫(30)，其包括在所述衬底(2)之上升起并电连接到所述读出电路(10)的金属部分(31)；其中：‑保护壁(34)在升起的金属部分(31)下方延伸，以便与其一起限定腔(3)的至少一部分，所述保护壁具有纵向尺寸和根据平行于所述衬底(2)的平面的厚度，所述纵向尺寸大于所述厚度；‑由矿物材料制成的加强层部分(4)位于所述腔(3)中，升起的金属部分(31)置于所述加强层上。

【技术特征摘要】
2016.02.24 FR 16515111.一种用于检测电磁辐射的装置(1)，包括：-位于衬底(2)中的读出电路(10)；-放置在所述衬底(2)上的电连接垫(30)，其包括在所述衬底(2)之上升起并电连接到所述读出电路(10)的金属部分(31)；其中：-保护壁(34)在升起的金属部分(31)下方延伸，以便与其一起限定腔(3)的至少一部分，所述保护壁具有纵向尺寸和根据平行于所述衬底(2)的平面的厚度，所述纵向尺寸大于所述厚度；-由矿物材料制成的加强层部分(4)位于所述腔(3)中，升起的金属部分(31)置于所述加强层上。2.根据权利要求1所述的检测装置(1)，其中所述加强部分(4)具有大于或等于所述升起的金属部分(31)的、被称为下表面(33)的表面的表面范围的25％，优选50％，并且更优选75％的表面范围，所述下表面朝向衬底(2)。3.根据权利要求1或2所述的检测装置(1)，其中所述保护壁(34)连续延伸以限定封闭的腔(3)。4.根据权利要求1或2所述的检测装置(1)，其中所述保护壁(34)连续延伸以限定局部打开的腔(3)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的检测装置(1)，包括放置在所述衬底(2)上并且通过所述读出电路(10)电连接到所述电连接垫(30)的至少一个热检测器(20)，并且包括适于吸收待检测电磁辐射的膜(21)，所述膜以距所述衬底(2)基本上等于将所述升起的金属部分(31)与所述衬底分离的距离的距离悬置在所述衬底(2)之上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的检测装置(1)，其中所述保护壁(34)由导电材料制成，所述壁将所述电连接垫(30)电连接到所述读出电路(10)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的检测装置(1)，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·蒲卡思，阿涅斯·阿诺，塞巴斯蒂安·科蒂亚尔，让雅克·约恩，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，ULIS股份公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR