一种红外探测器的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种红外探测器的制备方法，涉及红外探测器技术领域。其包括：涂覆聚酰亚胺层；涂覆光刻胶，对聚酰亚胺进行等离子体反应刻蚀，形成桥墩处的通道图形Ⅰ；沉积介质层覆盖聚酰亚胺；沉积热敏感膜、介质层；并形成图形；沉积介质层作为保护薄膜；涂覆光刻胶，刻蚀桥墩处的通道图形Ⅱ；沉积厚金属填充通道图形Ⅱ，并图形化；在热敏感膜上的介质层上，刻蚀形成槽状结构；沉积金属并图形化；沉积介质层保护层；光刻刻蚀释放通道；释放聚酰亚胺层，形成桥墩支撑、悬空的像元结构。本发明专利技术提供的一种红外探测器的制备方法，加强像元的导电性和牢靠性，以改善和解决像元尺寸缩小引进的新问题，且工艺稳定，重复性好，适用于大批量的在线生产。

A Fabrication Method of Infrared Detector

The invention provides a preparation method of an infrared detector, which relates to the technical field of an infrared detector. It includes: coating polyimide layer; coating photoresist to plasma reaction etch polyimide to form channel pattern at bridge pier I; depositing dielectric layer to cover polyimide; depositing thermal sensitive film and dielectric layer to form pattern; depositing dielectric layer as protective film; coating photoresist to etch channel pattern at bridge pier II; depositing thick metal filled channel pattern. II, and graphical; on the dielectric layer of the thermal sensitive film, etch to form a groove structure; deposit metal and graphical; deposit dielectric layer protection layer; photoetch release channel; release polyimide layer, forming pier support, suspended pixel structure. The preparation method of the infrared detector provided by the invention enhances the conductivity and reliability of the pixel, improves and solves the new problem of introducing the pixel size reduction, has stable process and good repeatability, and is suitable for large-scale on-line production.

【技术实现步骤摘要】
一种红外探测器的制备方法
本专利技术涉及红外探测器
，特别是涉及一种红外探测器的制备方法。
技术介绍
红外探测器是一种探测物体发出的红外辐射热的探测器。一切高于绝对零度的物体具有发射辐射热的特性，温度越高，辐射出的总能量也越大，短波的成分也越多。常温或常温附近的物体自身发射的热辐射的波长集中于远红外波段，无法被人眼识别，因此在无日光、星光、月光以及其他照明条件下，人眼对周边的物体无法识别。但这些物体发出的红外辐射热电磁波能够通过红外探测器将辐射热信号转换成容易识别的电信号，再经过处理以后达到人眼能够识别的作用，这样的探测器称之为红外辐射热计。其中的一种非制冷红外探测器能够探测8~14µm的红外辐射，这种探测器能够探测大部分物体发出的辐射热，可以用于夜视、探测火灾、过热零件诊断、物体温度量测、感应人体温度等等，在各行业有广泛的用途。同时，大气层对这个波长的辐射电磁波具有较少的吸收率，因此能够感应较长的距离，使得这一类型的探测器适用于雨、烟、雾、雪等恶劣的天气。近年来，随着红外辐射探测器的技术发展，其像元结构，从原来的45µm×45µm大小往25µm×25µm、17µm×17µm小型化的方向发展。未来可能出现更小的12µm像素结构，以降低成本，满足消费电子领域的市场需求。红外像元面积以等比例方式越变越小，像元桥墩的面积却不能如此变化，还要考虑到桥墩的对导电性的影响，如果桥墩面积过小，像元导通性变差会导致探测器坏点增多，而且还会使得桥墩的稳固性、可靠性受到挑战，导致良率偏低，性能较差。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种红外探测器的制备方法，以用于加强非制冷红外探测器的桥墩制备，提高像元结构的稳定性、导电性。特别地，本专利技术提供了一种红外探测器的制备方法，包括以下步骤：S1.在集成电路晶圆衬底上均匀涂覆聚酰亚胺层，并且高温固化；S2.在聚酰亚胺上涂覆光刻胶，对聚酰亚胺进行等离子体反应刻蚀，形成桥墩处的通道图形Ⅰ；S3.沉积第一介质层覆盖聚酰亚胺；S4.依次沉积热敏感膜和第二介质层；并且通过光刻刻蚀第二介质层和热敏感膜形成预定图形；S5.沉积第三介质层作为保护薄膜；S6.涂覆光刻胶，刻蚀桥墩处，以形成通道图形Ⅱ；S7.沉积预定厚度的第一金属层，填充通道图形Ⅱ，并图形化；S8.在热敏感膜上的第二介质层上，涂覆光刻胶，刻蚀形成槽状结构；S9.沉积第二金属层，并图形化，从而实现热敏感膜和第一金属层相互连接；S10.沉积第四介质层；S11.通过光刻刻蚀释放通道，形成红外探测器像元轮廓；S12.在氧气环境中灰化、释放聚酰亚胺层，形成桥墩支撑、悬空的像元结构；其中，所述预定厚度为1000~5000Å。可选地，S1中涂覆聚酰亚胺层高温固化后厚度为：0.5~2.8µm。可选地，所述第一介质层的厚度为100~3000Å。可选地，所述第一介质层、第二介质层、第三介质层和第四介质层为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的任一种或多种。可选地，所述热敏感膜为氧化钒、氧化钛、非晶硅、非晶锗硅中的任一种。可选地，S4中通过光刻刻蚀第二介质层和热敏感膜形成预定图形时，先刻蚀第二介质层，然后刻蚀热敏感膜。可选地，所述第一金属层为Ti、TiN、Ti/TiN、Al、W中的一种。可选地，所述第二金属层为Ti、TiN、Ti/TiN中的一种。可选地，所述第二金属层的厚度为100~1000Å。可选地，所述第二金属层的厚度为500~5000Å。本专利技术提供的一种红外探测器的制备方法，其提供的新式的红外探测器桥墩制备方式，在当探测器像元的尺寸从25µm×25µm，缩小到20µm×20µm、17µm×17µm，甚至更小像元尺寸的时候，在刻蚀形成的探测器像元桥墩处，使用厚金属形式的第一金属层填充桥墩，加强像元的导电性和牢靠性，以改善和解决像元尺寸缩小引进的新问题。本方法在线生产结果表明，工艺稳定，重复性好，适用于大批量的生产。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中集成电路晶圆的示意图；图2是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中晶圆上涂覆聚酰亚胺的示意图；图3是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中聚酰亚胺薄膜刻蚀，形成桥墩通道Ⅰ的示意图；图4是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中介质层覆盖聚酰亚胺的示意图；图5是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中光刻、刻蚀介质层、热敏感膜图形的示意图；图6是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中沉积介质层作为保护薄膜的示意图；图7是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中刻蚀桥墩处的通道图形Ⅱ的示意图；图8是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中沉积厚金属以填充通道图形Ⅱ的示意图；图9是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中在热敏感膜上的介质层上刻蚀槽状结构的示意图；图10是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中沉积金属实现热敏感膜和桥墩的金属互联的示意图；图11是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中沉积介质层保护层的示意图；图12是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中刻蚀释放通道，形成红外探测器像元轮廓的示意图；图13是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中在氧气环境中灰化、释放聚酰亚胺层，形成桥墩支撑、悬空的像元结构的示意图；图14是本专利技术的一种红外探测器的制备方法的流程示意图。具体实施方式图14是本专利技术的一种红外探测器的制备方法的流程示意图。如图14所示，一种红外探测器的制备方法，一般地可以包括以下步骤：S1.在集成电路晶圆衬底1上均匀涂覆聚酰亚胺层2，并且高温固化；S2.在聚酰亚胺2上涂覆光刻胶，对聚酰亚胺进行等离子体反应刻蚀，形成桥墩处的通道图形Ⅰ3；S3.沉积第一介质层4覆盖聚酰亚胺；S4.依次沉积热敏感膜5和第二介质层6；并且通过光刻刻蚀第二介质层6和热敏感膜5形成预定图形；S5.沉积第三介质层7作为保护薄膜；S6.涂覆光刻胶，刻蚀桥墩处，以形成通道图形Ⅱ8；S7.沉积预定厚度的第一金属层9，填充通道图形Ⅱ8，并图形化；S8.在热敏感膜5上的第二介质层6上，涂覆光刻胶，刻蚀形成槽状结构10；S9.沉积第二金属层11，并图形化，从而实现热敏感膜5和第一金属层9相互连接；S10.沉积第四介质层12；S11.通过光刻刻蚀释放通道13，形成红外探测器像元轮廓；S12.在氧气环境中灰化、释放聚酰亚胺层2，形成桥墩支撑、悬空的像元结构；其中，所述预定厚度为1000~5000Å。具体地，图1是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中集成电路晶圆的示意图。如图1所示，首先准备埋有集成电路101的集成电路晶圆衬底1，并使用纯水清洗表面，然后甩干。图2是本专利技术的一种红外探测器的制备过程中晶圆上涂覆聚酰亚胺的示意图。如图2所示，在集成电路晶圆衬底1（即晶圆）上涂覆聚酰亚胺层2（即聚酰亚胺PI层，或PI薄膜）。在一个具体的实施方式中，PI型号为HDPI2610。在涂覆PI2610之前，需要在晶圆表面涂覆粘附层VM652。本实施案例中，涂覆VM652和PI2610机台为TELMar本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1. 在集成电路晶圆衬底上均匀涂覆聚酰亚胺层，并且高温固化；S2. 在聚酰亚胺上涂覆光刻胶，对聚酰亚胺进行等离子体反应刻蚀，形成桥墩处的通道图形Ⅰ；S3. 沉积第一介质层覆盖聚酰亚胺；S4. 依次沉积热敏感膜和第二介质层；并且通过光刻刻蚀第二介质层和热敏感膜形成预定图形；S5. 沉积第三介质层作为保护薄膜；S6. 涂覆光刻胶，刻蚀桥墩处，以形成通道图形Ⅱ；S7. 沉积预定厚度的第一金属层，填充通道图形Ⅱ，并图形化；S8. 在热敏感膜上的第二介质层上，涂覆光刻胶，刻蚀形成槽状结构；S9. 沉积第二金属层，并图形化，从而实现热敏感膜和第一金属层相互连接；S10. 沉积第四介质层；S11. 通过光刻刻蚀释放通道，形成红外探测器像元轮廓；S12. 在氧气环境中灰化、释放聚酰亚胺层，形成桥墩支撑、悬空的像元结构；其中，所述预定厚度为1000~5000Å。

【技术特征摘要】
1.一种红外探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在集成电路晶圆衬底上均匀涂覆聚酰亚胺层，并且高温固化；S2.在聚酰亚胺上涂覆光刻胶，对聚酰亚胺进行等离子体反应刻蚀，形成桥墩处的通道图形Ⅰ；S3.沉积第一介质层覆盖聚酰亚胺；S4.依次沉积热敏感膜和第二介质层；并且通过光刻刻蚀第二介质层和热敏感膜形成预定图形；S5.沉积第三介质层作为保护薄膜；S6.涂覆光刻胶，刻蚀桥墩处，以形成通道图形Ⅱ；S7.沉积预定厚度的第一金属层，填充通道图形Ⅱ，并图形化；S8.在热敏感膜上的第二介质层上，涂覆光刻胶，刻蚀形成槽状结构；S9.沉积第二金属层，并图形化，从而实现热敏感膜和第一金属层相互连接；S10.沉积第四介质层；S11.通过光刻刻蚀释放通道，形成红外探测器像元轮廓；S12.在氧气环境中灰化、释放聚酰亚胺层，形成桥墩支撑、悬空的像元结构；其中，所述预定厚度为1000~5000Å。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中涂覆聚酰亚胺层高温固化后厚度为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：许勇，王大甲，周龙飞，王春雷，
申请(专利权)人：无锡元创华芯微机电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32