用于制造包括由矿物材料制成的外围壁的检测装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种制造检测装置(1)的方法，包括以下步骤：使用矿物牺牲层(61、62)制造热检测器(20)和封装结构(30)；使用酸性介质中的湿化学酸蚀部分地去除矿物牺牲层(61、62)，以释放热检测器(20)并获得外围壁(32)，以及释放封装薄层(31)的上部(31.1)；外围壁(32)随后具有横向凹陷，所述横向凹陷引起读出衬底(10)和上部(31.1)之间的空腔(2)的垂直扩大，该横向凹陷限定了中间区域(Zr)；制造加强柱(31.2)，其设置在热检测器(20)的矩阵阵列周围的中间区域(Zr)中。区域(Zr)中。区域(Zr)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造包括由矿物材料制成的外围壁的检测装置的方法


[0001]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，包括封装在密封腔中的至少一个热检测器。本专利技术特别适用于红外成像和热成像领域。

技术介绍

[0002]一种用于检测电磁辐射(例如红外或太赫兹辐射)的装置可以包括热检测器的矩阵阵列，每个热检测器包括能够吸收待检测电磁辐射的吸收部分。
[0003]为了确保热检测器的隔热性，吸收部分通常以膜的形式通过锚定柱悬浮在衬底上方，并通过保持臂和隔热臂与衬底隔热。这些锚定柱和保持臂还具有电气功能，将悬浮膜电连接到通常设置在衬底中的读出电路。
[0004]所述读出电路通常采用CMOS电路的形式。这允许将控制信号施加到热检测器，并读取检测信号，该检测信号为响应待检测电磁辐射的吸收而产生。读出电路包括由金属线形成的各种电互连层，所述金属线通过所谓的金属间化合物电介质层彼此分离。读出电路的至少一个电气连接焊盘设置在衬底上，使得其能够从检测装置外部接触。
[0005]为了确保热检测器的最佳运行，可能需要低压力水平。为此，热检测器的矩阵阵列通常在真空或减压下被限制或封装在密封腔中，该腔与读出衬底由封装结构限定。
[0006]文献EP3067674A2描述了用于制造图1A所示的检测装置1的方法的一个示例，其中的热检测器20设置在空腔2中。该方法使用矿物牺牲层61、62(它们被去除之前如图所示)来制造热检测器20和限定空腔2的封装结构30，然后通过湿法化学蚀刻去除。封装结构30由一个相同的薄层A31(称为封装薄层)形成，该薄层在热检测器上方和周围连续延伸，从而垂直和横向限定空腔2。封装薄层A31通过在矿物牺牲层62的上表面上以及在延伸穿过矿物牺牲层61、62直到读出衬底10的外围沟槽中的保形沉积而形成。因此，封装薄层A31由最初位于矿物牺牲层62上的上部A31.1，以及位于读出衬底10上并横向包围热检测器20的外围部分A31.2形成。这种配置可以特别地减少封装结构30的读出衬底10上的体积。
[0007]文献WO2014/100648A1描述了制造图1B所示检测装置1的方法的另一个示例，其中热检测器20设置在空腔2中。封装结构30由在热检测器20上方延伸的封装薄层A31形成，以及由连续地围绕热检测器20并且封装薄层A31放置在其上的外围壁A32形成。外围壁A32由牺牲层61、62的未蚀刻部分形成。外围壁A32具有沿轴线Z垂直延伸的侧面A32a。换句话说，侧面A32a具有与封装薄层A31接触的上端L
sup
，该封装薄层A32垂直于与读出衬底10接触的下端L
inf
。
[0008]然而，需要具有一种制造方法，其中封装结构的机械强度得到提高。

技术实现思路

[0009]本专利技术旨在提出一种用于制造检测装置的方法，该方法可提高封装结构的机械强度，特别是限制封装结构在空腔边缘分离的风险。
[0010]为此，本专利技术的一个主题是一种用于制造用于检测电磁辐射的装置的方法，包括
以下步骤：
[0011]‑
通过第一矿物牺牲层在读出衬底上制造能够检测电磁辐射的热检测器的矩阵阵列，所述热检测器和第一矿物牺牲层被第二矿物牺牲层覆盖；
[0012]‑
制造封装结构,其限定所述热检测器的矩阵阵列所在的空腔,所述封装结构由外围壁和封装薄层通过以下形成：
[0013]·
沉积覆盖第二矿物牺牲层的封装薄层；
[0014]·
在封装薄层中制造面向热检测器的矩阵阵列的通口；
[0015]·
通过酸性介质中的湿化学蚀刻，通过通口部分地去除矿物牺牲层，以释放热检测器的矩阵阵列，并获得由矿物牺牲层的未蚀刻部分形成的外围壁,并且释放在热检测器的矩阵阵列上方延伸的封装薄层的上部。
[0016]根据本专利技术，由于牺牲层是矿物的，并且部分地去除是通过在酸性介质中通过湿化学蚀刻进行的，在化学蚀刻步骤之后，外围壁具有横向凹陷，横向凹陷引起在与读出衬底的平面平行的平面中空腔的垂直扩大，该横向凹陷限定了围绕热检测器的矩阵阵列的读出衬底的表面的中间区域。
[0017]然后，制造方法包括为封装薄层制造加强柱的步骤，这些加强柱设置在热检测器的矩阵阵列周围的中间区域中，相互分离，从上部延伸直到位于读出衬底上。
[0018]该制造方法的一些优选但非限制性方面如下。
[0019]外围壁可以具有横向限定空腔的侧面，该侧面在与读出衬底接触的下端和与上部接触的上端之间垂直延伸，上端与下端在平行于读出衬底平面的平面内并且在与热检测器的矩阵阵列相反的方向上间隔开，间隔距离大于或等于10μm。
[0020]封装薄层的上部可以具有小于或等于800nm的厚度。
[0021]所述加强柱可以平行排列成多排，围绕热检测器的矩阵阵列延伸。
[0022]所述热检测器可包括通过锚定柱悬浮在读出衬底上方的吸收膜。加强柱可以间接地位于读出衬底上，与从读出衬底延伸的下部柱接触，下部柱具有与锚定柱相同的高度。
[0023]所述下部柱可以是锚定柱，用于所谓的无法检测电磁辐射的模拟检测器，对于每个模拟检测器的锚定柱都支持悬浮膜。
[0024]所述模拟检测器可以具有与矩阵阵列的热检测器相同的结构和尺寸。
[0025]所述封装薄层可包括支撑柱，这些支撑柱面向热检测器的矩阵阵列设置，彼此分离并且从上部延伸直到位于用于热检测器的锚定柱上，每个热检测器的锚固柱都支持悬浮膜。
[0026]由电绝缘材料制成的绝缘部分可设置在热检测器的支撑柱和锚定柱之间并与其接触。
[0027]所述加强柱可直接位于读出衬底上，与读出衬底接触。
[0028]所述封装薄层可包括支撑柱，支撑柱彼此分离，从上部延伸直到位于读出衬底上并与读出衬底接触，每个支撑柱设置在两个相邻的热检测器之间。
[0029]所述加强柱和支撑柱可以具有相同的结构和相同的尺寸。
[0030]所述封装薄层可包括外围部分，该外围部分在热检测器的矩阵阵列周围连续延伸，并在与读出衬底平行的平面内且在与热检测器的矩阵阵列相反的方向上设置在加强柱之外，并且从上部朝着读出衬底的方向延伸到空腔的部分高度。
[0031]所述湿化学蚀刻可以在气相氢氟酸中进行，并且矿物牺牲层可以由硅基材料制成。
[0032]本专利技术还涉及一种用于检测电磁辐射的装置，包括：
[0033]‑
读出衬底；
[0034]‑
位于读出衬底上的热检测器的矩阵阵列；
[0035]‑
封装结构，其限定热检测器的矩阵阵列所在的空腔，并且包括：
[0036]·
由矿物材料制成并横向限定空腔的外围壁；
[0037]·
封装薄层，其包括在热检测器的矩阵阵列上方延伸并位于外围壁上的上部；
[0038]·
所述外围壁具有横向凹陷，横向凹陷引起在与所述读出衬底平行的平面内、在所述读出衬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造用于检测电磁辐射的装置(1)的方法，包括以下步骤：o通过第一矿物牺牲层(61)在读出衬底(10)上制造能够检测电磁辐射的热检测器(20)的矩阵阵列，所述热检测器(20)和第一矿物牺牲层(61)被第二矿物牺牲层(62)覆盖；o制造封装结构(30)，其限定空腔(2)，所述热检测器(20)的矩阵阵列位于所述空腔(2)中，所述封装结构(30)由外围壁(32)和封装薄层(31)通过以下形成：
·
沉积覆盖所述第二矿物牺牲层(62)的封装薄层(31)；
·
在所述封装薄层(31)中制造面向热检测器(20)的矩阵阵列的通口(33)；
·
通过酸性介质中的湿化学蚀刻，通过所述通口(33)部分地去除矿物牺牲层(61、62)，以释放所述热检测器(20)的矩阵阵列，并获得由矿物牺牲层(61、62)的未蚀刻部分形成的外围壁(32)，并且释放在所述热检测器(20)的矩阵阵列上方延伸的封装薄层(31)的上部(31.1)；o其中，在所述化学蚀刻步骤之后，所述外围壁(32)具有横向凹陷，所述横向凹陷引起在与所述读出衬底的平面平行的平面内、在所述读出衬底(10)和上部(31.1)之间的所述空腔(2)的垂直扩大，所述横向凹陷限定了围绕热检测器(20)的矩阵阵列的读出衬底(10)的表面(10a)的中间区域(Zr)；o所述方法包括制造封装薄层(31)的加强柱(31.2)的步骤，所述加强柱(31.2)设置在热检测器(20)的矩阵阵列周围的中间区域(Zr)中，彼此分离并从所述上部(31.1)延伸，直到位于所述读出衬底(10)上。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述外围壁(32)具有横向限定空腔(2)的侧面(32a)，所述侧面(32a)在与所述读出衬底(10)接触的下端(L
inf
)和与所述上部(31.1)接触的上端(L
sup
)之间垂直延伸，所述上端(L
sup
)与所述下端(L
inf
)在与读出衬底的平面平行的平面上且在与热检测器(20)的矩阵阵列相反的方向上被间隔开，间隔距离大于或等于10μm。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述封装薄层(31)的上部(31.1)具有小于或等于800nm的厚度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中，所述加强柱(31.2)被设置成在热检测器(20)的矩阵阵列周围延伸的彼此平行的多排。5.根据权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其中，所述热检测器(20)包括通过锚定柱(21)悬浮在读出衬底上方的吸收膜(23)，并且其中所述加强柱(31.2)间接地位于读出衬底(10)上，与从读出衬底(10)延伸的下部柱(41、50)接触，所述下部柱具有与锚定柱(21)相同的高度。6.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述下部柱为用于不能检测电磁辐射的所谓模拟检测器(40)的锚定柱(41)，用于每个模拟检测器(40)的锚定柱(41)支持悬浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：若弗鲁瓦，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：