一种非制冷红外探测器的像素级封装结构及其制作方法技术

本申请公开了一种非制冷红外探测器的像素级封装结构及其制作方法，包括集成电路基板和设于集成电路基板上表面的像素器件；像素器件包括像素单元和设于像素单元一侧的吸气单元，吸气单元包括设于集成电路基板上表面的吸气剂层，支撑层，设于支撑层上表面的密封层；吸气单元中的空腔与像素单元的空腔连通；或者，像素器件包括设于集成电路基板上表面的吸气剂层和反射层，设于反射层上方且与反射层相对应的红外传感器单元。像素器件包括像素单元和设于像素单元一侧的吸气单元，吸气剂层并不设于像素单元中；或者像素器件中吸气剂层不与红外传感器单元对应，避免吸气剂层对红外传感器单元的影响，提升非制冷红外探测器性能。提升非制冷红外探测器性能。提升非制冷红外探测器性能。

【技术实现步骤摘要】
一种非制冷红外探测器的像素级封装结构及其制作方法


[0001]本申请涉及红外成像
，特别是涉及一种非制冷红外探测器的像素级封装结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]像素级封装作为第四代非制冷红外焦平面探测器的封装技术，是对单个像素或一系列像素的封装，在底部CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)集成电路基板晶圆上进行MEMS(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，微机电系统)制造工艺，相比晶圆级封装，像素级封装可以节省一片晶圆的设计和加工，同时不需要键合过程，极大的简化了制作过程，节省工艺时间。
[0003]吸气剂是保证非制冷红外探测器的像素级封装结构正常工作的必要材料，在像素级封装结构中，吸气剂层一般设置在集成电路基板上表面，且与红外传感器单元相对应，也即吸气剂层位于微测辐射热计的下方，吸气剂层表面呈现裂纹凹凸不平结构会降低吸气剂层的反射率，吸气性能越好，表面呈裂纹凹凸不平结构越明显，因此吸气剂层会对红外辐射产生吸收效果，降低红外辐射的反射，进而影响红外传感器单元对红外辐射的吸收，从而影响非制冷红外探测器的像素级封装结构的性能；由于像素级封装工艺特点，设置在像素腔内的吸气剂层要抵抗释放有机胶过程中氧化的影响，释放有机胶过程会降低吸气剂的反射率，影响红外探测器的检测精度。
[0004]因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
专利技术内容
[0005]本申请的目的是提供一种非制冷红外探测器的像素级封装结构及其制作方法，以提升非制冷红外探测器的像素级封装结构的性能。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供一种非制冷红外探测器的像素级封装结构，包括：
[0007]集成电路基板和设于所述集成电路基板上表面的像素器件；
[0008]所述像素器件包括像素单元和设于所述像素单元一侧的吸气单元，所述吸气单元包括设于所述集成电路基板上表面的吸气剂层，支撑层，设于所述支撑层上表面的密封层；所述吸气单元中的空腔与所述像素单元的空腔连通；
[0009]或者，所述像素器件包括设于所述集成电路基板上表面的吸气剂层和反射层，设于所述反射层上方且与所述反射层相对应的红外传感器单元。
[0010]可选的，还包括：
[0011]设于所述密封层上表面的增透层。
[0012]可选的，所述增透层的材料为硫化锌或者锗。
[0013]可选的，所述支撑层的厚度在750nm～1250nm之间，包括端点值。
[0014]可选的，所述密封层的材料为锗或者硫化锌。
[0015]可选的，所述反射层的厚度在包括端点值。
[0016]可选的，所述吸气剂层的厚度在包括端点值。
[0017]本申请还提供一种非制冷红外探测器的像素级封装结构制作方法，包括：
[0018]准备集成电路基板；
[0019]在所述集成电路基板的上表面形成像素器件；
[0020]其中，所述像素器件包括像素单元和设于所述像素单元一侧的吸气单元，所述吸气单元包括设于所述集成电路基板上表面的吸气剂层，支撑层，设于所述支撑层上表面的密封层；所述吸气单元中的空腔与所述像素单元的空腔连通；或者，所述像素器件包括设于所述集成电路基板上表面的吸气剂层和反射层，设于所述反射层上方且与所述反射层相对应的红外传感器单元。
[0021]可选的，当所述像素器件包括设于所述集成电路基板上表面的吸气剂层和反射层，设于所述反射层上方且与所述反射层相对应的红外传感器单元时，在所述集成电路基板的上表面形成像素器件包括：
[0022]在所述集成电路基板的上表面沉积待处理反射层，并对所述待处理反射层进行图形化处理，形成反射层；
[0023]在所述集成电路基板的上表面沉积待处理吸气剂层，并对所述待处理吸气剂层进行图形化处理，形成吸气剂层；
[0024]在所述集成电路基板的上表面未被所述吸气剂层和所述反射层覆盖的区域、所述吸气剂层和所述反射层的上表面形成第一牺牲层；
[0025]刻蚀所述第一牺牲层形成凹槽，并在所述凹槽中形成电极连接柱；
[0026]在所述第一牺牲层的上表面对应所述反射层的位置形成红外传感器单元；
[0027]在所述第一牺牲层的上表面未被所述红外传感单元覆盖的区域以及所述红外传感单元的上表面形成第二牺牲层；
[0028]刻蚀所述第一牺牲层和所述第二牺牲层形成支撑槽；其中，刻蚀分两步进行，第一步刻蚀深度到像元间通道上表面，第二步在非像元间通道区域刻蚀，刻蚀深度到所述集成电路基板的上表面；
[0029]在所述支撑槽中形成支撑层，刻蚀所述支撑层形成释放孔；
[0030]通过所述释放孔释放所述第一牺牲层和所述第二牺牲层；
[0031]在所述支撑层的上表面形成密封层，所述密封层填充所述释放孔。
[0032]可选的，在所述支撑层的上表面形成密封层之后，还包括：
[0033]在所述密封层的上表面形成增透层。
[0034]本申请所提供的一种非制冷红外探测器的像素级封装结构，包括：集成电路基板和设于所述集成电路基板上表面的像素器件；所述像素器件包括像素单元和设于所述像素单元一侧的吸气单元，所述吸气单元包括设于所述集成电路基板上表面的吸气剂层，支撑层，设于所述支撑层上表面的密封层；所述吸气单元中的空腔与所述像素单元的空腔连通；或者，所述像素器件包括设于所述集成电路基板上表面的吸气剂层和反射层，设于所述反射层上方且与所述反射层相对应的红外传感器单元。
[0035]可见，本申请中的像素级封装结构包括集成电路基板和设于集成电路基板上表面的像素器件，像素器件包括两种结构，一种像素器件包括像素单元和设于像素单元一侧的
吸气单元，吸气单元包括吸气剂层，支撑层，密封层，且吸气单元中的空腔与像素单元的空腔连通，也即吸气剂层并不设于像素单元中，在实现吸气性能的同时，并不会对红外辐射产生吸收效果，即不会对像素单元产生影响，提升像素级封装结构的性能；另一种像素器件包括吸气剂层和反射层，设于反射层上方且与反射层相对应的红外传感器单元，即吸气剂层并不与红外传感器单元相对应，不会影响红外传感器单元对红外辐射的吸收，提升像素级封装结构的性能，并且，由于与红外传感器单元相对应的是反射层，并不是吸气剂层，当吸气剂层受到氧化影响，反射率降低，以及表面明显凹凸不平的结构导致反射率降低时，并不会对红外传感器单元造成影响，从而提升像素级封装结构的精度。
[0036]此外，本申请还提供一种具有上述优点的非制冷红外探测器的像素级封装结构制作方法。
附图说明
[0037]为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非制冷红外探测器的像素级封装结构，其特征在于，包括：集成电路基板和设于所述集成电路基板上表面的像素器件；所述像素器件包括像素单元和设于所述像素单元一侧的吸气单元，所述吸气单元包括设于所述集成电路基板上表面的吸气剂层，支撑层，设于所述支撑层上表面的密封层；所述吸气单元中的空腔与所述像素单元的空腔连通；或者，所述像素器件包括设于所述集成电路基板上表面的吸气剂层和反射层，设于所述反射层上方且与所述反射层相对应的红外传感器单元。2.如权利要求1所述的非制冷红外探测器的像素级封装结构，其特征在于，还包括：设于所述密封层上表面的增透层。3.如权利要求2所述的非制冷红外探测器的像素级封装结构，其特征在于，所述增透层的材料为硫化锌或者锗。4.如权利要求1所述的非制冷红外探测器的像素级封装结构，其特征在于，所述支撑层的厚度在750nm～1250nm之间，包括端点值。5.如权利要求1所述的非制冷红外探测器的像素级封装结构，其特征在于，所述密封层的材料为锗或者硫化锌。6.如权利要求1所述的非制冷红外探测器的像素级封装结构，其特征在于，所述反射层的厚度在包括端点值。7.如权利要求1至6任一项所述的非制冷红外探测器的像素级封装结构，其特征在于，所述吸气剂层的厚度在包括端点值。8.一种非制冷红外探测器的像素级封装结构制作方法，其特征在于，包括：准备集成电路基板；在所述集成电路基板的上表面形成像素器件；其中，所述像素器件包括像素单元和设于所述像素单元一侧的吸气单元，所述吸气单元包括设于所述集成电路基板上表面的吸气剂层，支撑层，设于所述支撑层上表面的密封层；所述吸气单元中的空腔与所述像素单元的空腔连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继伟，胡汉林，陈文礼，史杰，赵文广，王金华，
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：