一种非制冷红外探测器及其制作方法技术

本发明专利技术涉及红外探测器领域，具体涉及一种非制冷红外探测器及其制作方法，包括读出电路、MEMS器件和盖帽，盖帽的内侧设有第一吸气剂层，读出电路上对应MEMS器件的位置处设有第二吸气剂层；具体是先在读出电路上对应MEMS器件的位置处制作第二吸气剂层，然后旋涂牺牲层，接着刻蚀牺牲层，制作MEMS器件，并在有效元dummy、衬底参考元以及盲元的上方制作第三吸气剂层，最后制作盖帽，并在盖帽的内侧除对应有效元的位置之外的区域制作第一吸气剂层，将盖帽与读出电路键合，完成真空封装。本发明专利技术通过在悬空MEMS器件的下面、部分MEMS器件的上面以及盖帽内侧制作吸气剂层，可以有效地增加吸气剂的面积，增加对残余气体的吸收，提高了器件的真空度，增加了器件的使用寿命。增加了器件的使用寿命。增加了器件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种非制冷红外探测器及其制作方法


[0001]本专利技术涉及红外探测器
，具体涉及一种非制冷红外探测器及其制作方法。

技术介绍

[0002]红外焦平面探测器是热成像系统的核心部件，是探测、识别和分析物体红外信息的关键，在军事、工业、交通、安防监控、气象、医学等各行业具有广泛的应用。近年来非制冷红外焦平面探测器的阵列规模不断增大，像元尺寸不断减小，并且在探测器单元结构及其优化设计、读出电路设计、封装形式等方面需要不断的创新发展新技术。
[0003]由于键合材料和腔体材料残余气体的存在和释放，随着器件工作时间的推移，腔体内的真空度降低，缩短了器件的使用寿命，利用吸气剂来吸收MEMS器件封装后的残余气体，提高并维持器件真空度，这样既可延长器件的使用寿命，又可以保持真空器件工作的稳定性和可靠性。现有的非制冷红外探测器一般是在盖帽内侧腔体的顶面上制作吸气剂层，但是随着非制冷红外探测器的尺寸越来越小，像素级、晶圆级、面阵级封装中留给吸气剂的面积会越来越少，盖帽内侧面上的吸气剂面积已经无法满足残余气体吸收要求，如何有效增大吸气剂面积是目前亟需解决的难题。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种非制冷红外探测器及其制作方法，能够增大非制冷红外探测器的吸气剂面积，从而维持腔体内的真空度，保证探测器工作稳定、可靠，延长器件的使用寿命。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种非制冷红外探测器，包括读出电路、悬空设置于所述读出电路上的MEMS器件以及盖封于所述MEMS器件上的盖帽，所述盖帽的内侧设有第一吸气剂层，所述读出电路上对应所述MEMS器件的位置处设有第二吸气剂层。
[0006]进一步地，所述MEMS器件包括有效元、有效元dummy、光学参考元、衬底参考元以及盲元，所述有效元、所述有效元dummy、所述光学参考元、所述衬底参考元以及所述盲元的正下方均设有所述第二吸气剂层。
[0007]更进一步地，所述有效元dummy、所述衬底参考元以及所述盲元的上方均设置有第三吸气剂层。
[0008]更进一步地，所述第一吸气剂层、所述第二吸气剂层以及所述第三吸气剂层中的吸气剂采用锆、钛、钴、钍、钽中的一种或多种。
[0009]更进一步地，所述第一吸气剂层设置于所述盖帽的内侧顶面上除对应所述有效元的位置之外的区域。
[0010]更进一步地，所述第一吸气剂层的面积大于所述第二吸气剂层的面积。
[0011]更进一步地，所述盖帽的内侧侧面上也设有所述第一吸气剂层。
[0012]本专利技术还提供上述的非制冷红外探测器的制作方法，包括以下步骤：
S1、在读出电路上对应MEMS器件的位置处制作第二吸气剂层；S2、在读出电路和第二吸气剂层的上方旋涂牺牲层；S3、刻蚀牺牲层，制作MEMS器件；S4、制作盖帽，并在盖帽的内侧除对应有效元的位置之外的区域制作第一吸气剂层；然后将盖帽与读出电路键合，完成真空封装。
[0013]进一步地，步骤S3中在制作MEMS器件之后，还在有效元dummy、衬底参考元以及盲元的上方制作第三吸气剂层。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过三种方式增大非制冷红外探测器的吸气剂面积，从而维持腔体内的真空度，保证探测器工作稳定、可靠，延长器件的使用寿命；一是在有效元、有效元dummy、光学参考元、衬底参考元以及盲元等悬空器件的下面制作吸气剂层，增加吸气剂面积；二是在有效元dummy、衬底参考元以及盲元的上面制作吸气剂层，不仅可以当做吸气剂吸收残余气体，增加吸气剂面积，而且还能当做挡光层，减少工艺步骤；三是在盖帽的内侧对应有效元dummy、光学参考元、衬底参考元以及盲元的位置处大面积制作吸气剂层，增大非制冷红外探测器的吸气剂面积。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例提供的非制冷红外探测器的制作方法中步骤S1得到的产物结构；图2为本专利技术实施例提供的非制冷红外探测器的制作方法中步骤S2得到的产物结构；图3为本专利技术实施例提供的非制冷红外探测器的制作方法中步骤S3得到的产物结构；图4为本专利技术实施例提供的非制冷红外探测器的制作方法中步骤S4得到的产物结构；图中：10、读出电路；20、第一吸收气层；21、第二吸收气层；22、第三吸气剂层；30、有效元；40、有效元dummy；50、牺牲层；60、衬底参考元。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的
方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0019]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0020]如图1
‑
图4所示，本实施例提供一种非制冷红外探测器，包括读出电路10、悬空设置于所述读出电路10上的MEMS器件以及盖封于所述MEMS器件上的盖帽，所述盖帽的内侧设有第一吸气剂层20，所述读出电路10上对应所述MEMS器件的位置处设有第二吸气剂层21。本实施例除在盖帽的内侧制作第一吸气剂层20，还在读出电路10上对应MEMS器件的位置处制作第二吸气剂层21，充分利用悬空的MEMS器件下方的空间，有效地增加非制冷红外探测器的吸气剂面积，增加对残余气体的洗后，从而维持腔体内的真空度，保证探测器工作稳定、可靠，延长器件的使用寿命。
[0021]细化上述实施例，所述MEMS器件包括有效元30、有效元dummy40、光学参考元、衬底参考元60以及盲元，所述有效元30、所述有效元dummy40、所述光学参考元、所述衬底参考元60以及所述盲元的正下方均设有所述第二吸气剂层21。其中，有效元dummy40是指与有效元30结构一样、但不参与电路工作的器件，只是为了保证器件工艺制作过程的均匀性。由于有效元30、有效元dummy40、光学参考元、衬底参考元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非制冷红外探测器，包括读出电路、悬空设置于所述读出电路上的MEMS器件以及盖封于所述MEMS器件上的盖帽，所述盖帽的内侧设有第一吸气剂层，其特征在于：所述读出电路上对应所述MEMS器件的位置处设有第二吸气剂层。2.如权利要求1所述的一种非制冷红外探测器，其特征在于：所述MEMS器件包括有效元、有效元dummy、光学参考元、衬底参考元以及盲元，所述有效元、所述有效元dummy、所述光学参考元、所述衬底参考元以及所述盲元的正下方均设有所述第二吸气剂层。3.如权利要求2所述的一种非制冷红外探测器，其特征在于：所述有效元dummy、所述衬底参考元以及所述盲元的上方均设置有第三吸气剂层。4.如权利要求3所述的一种非制冷红外探测器，其特征在于：所述第一吸气剂层、所述第二吸气剂层以及所述第三吸气剂层中的吸气剂采用锆、钛、钴、钍、钽中的一种或多种。5.如权利要求2所述的一种非制冷红外探测器，其特征在于：所述第一吸气剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立，蔡光艳，马占锋，高健飞，王春水，汪超，叶帆，
申请(专利权)人：武汉高芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：