用于检测和／或发射电磁辐射的器件及其制造方法技术

用于检测和／或发射电磁辐射的器件及其制造方法。该器件具有在真空或降低的压力下的密封微封装，该微封装具有定义密封腔室的盖和基板。腔室密封：至少一个非冷却的热检测器和／或发射器，该热检测器和／或发射器具有对电磁辐射敏感且悬挂于所述基板上方的膜；反射器，用于将电磁辐射朝向膜反射；以及至少一个吸气器。吸气器布置在反射器的第二主表面的至少一部分上以形成反射器／吸气器组件。自由空间还形成在反射器／吸气器组件与基板的前表面之间，自由空间释放吸气器的可到达表面并与腔室连通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于检测和/或发射电磁辐射的器件，该器件具有在真空中或降低的压力下的密封微封装，该密封微封装具有定义密封腔室的盖和基板。该器件包括非冷却的热检测器和/或发射器，该热检测器和/或发射器具有对电磁辐射敏感且悬挂在基板之上的膜。腔室至少密封非冷却的热检测器和/或发射器、用于将电磁辐射朝向膜反射的反射器以及至少一个吸气器(getter)。反射器以薄层的形式布置在基板的前表面与膜之间，并具有面向膜的第一主表面和面向基板的前表面的第二主表面。本专利技术还涉及制造该器件的方法。
技术介绍
用于检测和/或发射电磁辐射的器件集成了一个或多个热检测器和/或发射器，并利用构成检测器和/或发射器的材料的电性能的热起源的变化，诸如电阻或介电常数。热检测器和/或发射器被描述为“非冷却的(uncooled)”，当它们工作时不用借助于冷却。在这些非冷却的热检测器中，在III带(8至12μm)中对红外(IR)辐射敏感的红外(IR)热检测器作为示例被发现。如图1所示，诸如IR热检测器的未冷却热检测器和/或发射器1通常包括膜2，膜2包括对电磁辐射敏感且通过制作隔离结构而与基板3热隔离的元件，该隔离结构由微桥4和热绝缘臂5形成。此悬挂的隔离结构倾向于减少热惯性，因此减少对检测器和/或发射器1发射的信号的响应时间并改善信噪比。公知地，将薄层形式的反射器6布置在面对膜2的基板3上以将入射的辐射反射到膜2并优化检测器和/或发射器1的效率。图2中示出的用于检测和/或发射电磁辐射的器件通常由一个或多个未冷却热检测器和/或发射器1形成，一个或多个未冷却热检测器和/或发射器1置于微封装7中并连接到布置于基板3中的读电路8，读电路8通常由硅制成。微封装7通常由定义腔室10的盖9和基板3形成。微封装7置于真空中或降低的压力下以限制热损失并增强性能。密封层11覆盖盖9以使微封装7为气密的。盖9和密封层11优选地由对这样封装的检测器和/或发射器1发射或吸收的辐射透明的材料形成。它们还可以设置有对辐射透明的窗口。用于检测和/或发射电磁辐射的器件的性能取决于器件中检测器和/或发射器的集成和热隔离的质量。已经开展了许多工作来改善检测器和/或发射器的封装，尤其是改善检测和/或发射器件中真空的质量。某些工作提出利用将器件内的残余气体抽出的装置，该装置通常称为“吸气器”。吸气器的功能是在微封装被密封之后在器件的使用期间吸收或捕获从器件释放的残余气体。易于从器件的内壁放出的气体种类通常包含氧、氢、氮、一氧化碳或二氧化碳、甲烷或其它有机种类。这些残余气体易于引起微封装中内部压力的增大，并因此影响热检测器和/或发射器的热隔离的质量。吸气器由一种或多种吸气材料形成，其一旦激活就对特定的残余气体起反应。-->吸气材料具有促进残余气体在吸气器内的吸收、扩散和迁移的物理性能。因此，通过将吸气器置于用于检测和/或发射电磁辐射的器件的微封装中，吸气器保持真空并抽取残余气体。例如，文献JP-A-11326037、US-A-5895233、JP-A-2000337959和US-A-5921461描述了包括吸气器的密封IR检测器件，该吸气器置于位于密封腔室的内表面上的区域上。这些区域未被检测器占据并且是无光学活性的。文献US-A-5895233具体公开了置于基板的靠近检测器的区域中、在微桥的壁上或在盖的未被窗口占据的表面上的吸气器。此外，在该器件的不同制造步骤期间使用的化学气体污染吸气器。在器件被密封之前，吸气器必须被热激活，然而不能施加过高的温度以不冒损伤构成检测器和/或发射器的元件的风险。此方案通常不足以获得优化的吸气器性能。为了优化吸气器，文献JP-A-2000337959和US-A-5921461提出将吸气器限制在分隔间中或增大吸气器的体积或表面。然而，这些方案是不足的，因为它们会损害检测器和/或发射器的数目。在微封装中为光学活性元件留出的空间会受到极大的影响，从而限制小型化的可能性。文献US7279682提出将吸气器插入一空腔中，该空腔置于密封腔室外侧并制作在基板的无源后表面上。所使用的后表面与包含读电路的有源前表面相对。此空腔经由贯穿基板厚度的紧密密封的通道而与密封腔室连通。然而，要贯穿的基板相对较厚，密封的通道占据大的空间，例如10μm，会损害由检测器占据的空间。此布置构成对检测器(特别是具有小节距的(17至25μm))的单独密封以及热检测器件的小型化的显著阻碍。文献US6753526还描述了集成吸气器的IR辐射检测器件，该吸气器布置在基板的实际整个表面上，具体地在热IR检测器的膜之下。该作者提出利用呈现高反射系数的金属吸气器以使其既能用作吸气器还能用作反射器，既实现吸收功能又实现反射功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是改正现有技术的缺点，具体地改善检测器的寿命而不对器件的光学质量有任何不利影响。本专利技术的另一个目的是提供一种满足微部件的小型化要求并同时保持检测和/或发射器件的优化特性的器件。根据本专利技术，此目标通过根据权利要求书的用于检测和/或发射电磁辐射的器件以及制造该器件的方法来实现。具体地，此目标通过以下情形实现：吸气器布置在反射装置的第二主表面的至少一部分上以形成反射器/吸气器组件，以及自由空间形成在反射器/吸气器组件与基板的前表面之间，该自由空间释放吸气器的表面并与密封的腔室连通。本专利技术的另一目标是提供一种制造检测和/或发射电磁辐射的器件的方法，该方法容易实施、便宜并能与常规的微电子技术兼容。附图说明其它的优点和特征将从以下对本专利技术特定实施例的描述而变得更加明显，本发-->明的特定实施例仅是非限制性示例的目的给出并在附图中示出，在附图中：图1示意地示出根据现有技术的非冷却的热检测器的截面。图2示意地示出根据现有技术的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的截面。图3对应于绘出不同反射器的辐射的入射功率A下的吸收功率随入射波长λ变化的曲线图。图4示意地示出根据本专利技术的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的第一特定实施例的截面。图5示意地示出根据图4的器件的放大的截面。图6示意地示出根据图4的备选实施例的放大的截面。图7示意地示出沿图4中示出的器件的线AA的截面图。图8至图12示意地示出根据图6的本专利技术的制造方法的不同步骤的截面。图13示意地示出根据本专利技术的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的第二特定实施例的截面。图14至图16示意地示出根据图13的本专利技术的制造方法的不同步骤的截面。图17示意地示出图16的俯视图。图18示意地示出根据本专利技术的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的第三特定实施例的截面。图19和图20示意地示出根据图18的本专利技术的制造方法的不同步骤的截面。不同的附图没有按比例绘制，这在电路(特别是集成电路)的表示中是普遍的。具体实施方式图3突出了使用同时用作吸气器的目的的反射器的缺点。构成吸气器和反射器的金属薄层实际上捕获气体种类，具体地高氧化种类的氧。在使用中，这种捕获导致吸气器的氧化并引起金属层的电阻率增大，使其反射入射辐射的能力退化。图3的三个图示a，b和c分别表示有电阻的反射器(也就是，氧化的)、包括该反射器的测辐射热仪和包括理想反射器(未氧化)的测辐射热仪的吸收功率与入射功率的比例A随入射波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测和／或发射电磁辐射的器件，该器件具有在真空或降低的压力下的密封微封装（７），该密封微封装（７）包括盖（９）和基板（３），该盖（９）和该基板（３）定义紧密密封的腔室（１０），所述腔室（１０）密封：至少一个非冷却的热检测器和／或发射器（１），具有对电磁辐射敏感且悬挂于基板（３）之上的膜（２），反射器（１７），用于将所述电磁辐射朝向所述膜（２）反射，以薄层的形式布置在所述基板（３）的前表面（１２）与所述膜（２）之间，所述反射器（１７）具有面对所述膜（２）的第一主表面（１８）和面对所述基板（３）的前表面（１２）的第二主表面（１９），以及至少一个吸气器（２０），该器件的特征在于，所述吸气器（２０）布置在所述反射器（１７）的所述第二主表面（１９）的至少一部分上以形成反射器／吸气器组件（２２），自由空间（２３）形成在所述反射器／吸气器组件（２２）与所述基板（３）的所述前表面（１２）之间，该自由空间（２３）释放所述吸气器的可到达表面（２４）并与所述腔室（１０）连通。

【技术特征摘要】
FR 2009-6-12 09/028751.一种用于检测和/或发射电磁辐射的器件，该器件具有在真空或降低的压力下的密封微封装(7)，该密封微封装(7)包括盖(9)和基板(3)，该盖(9)和该基板(3)定义紧密密封的腔室(10)，所述腔室(10)密封：至少一个非冷却的热检测器和/或发射器(1)，具有对电磁辐射敏感且悬挂于基板(3)之上的膜(2)，反射器(17)，用于将所述电磁辐射朝向所述膜(2)反射，以薄层的形式布置在所述基板(3)的前表面(12)与所述膜(2)之间，所述反射器(17)具有面对所述膜(2)的第一主表面(18)和面对所述基板(3)的前表面(12)的第二主表面(19)，以及至少一个吸气器(20)，该器件的特征在于，所述吸气器(20)布置在所述反射器(17)的所述第二主表面(19)的至少一部分上以形成反射器/吸气器组件(22)，自由空间(23)形成在所述反射器/吸气器组件(22)与所述基板(3)的所述前表面(12)之间，该自由空间(23)释放所述吸气器的可到达表面(24)并与所述腔室(10)连通。2.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述反射器/吸气器组件(22)经由至少一个支撑点(25)支撑在所述基板(3)的所述前表面(12)上。3.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述反射器/吸气器组件(22)形成所述基板(3)上方的悬挂结构。4.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述基板(3)的所述前表面(12)通过制作有所述自由空间的表面钝化层(14)形成。5.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述器件包括穿过所述反射器/吸气器组件(22)的至少一个孔(28)。6.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述反射器/吸气器组件(22)包括在所述反射器(17)与所述吸气器(20)之间的第一阻挡层(26)。7.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述吸气器(20)由从钛、钼、钡、钽、锆、铁和钒选出的一种金属或基于这些金属的合金制成。8.根据权利要求1的所述的器件，其特征在于所述反射器(17)是金属性的，且由从铝、金和铜选出的一种金属或基于这些金属的合金制成。9.一种制造根据权利要求1至8中任一项所述的用于检测和/或发射电磁辐射的器件的方法，其特征在于该方法包括在所述反射器...

【专利技术属性】
技术研发人员：让鲁伊斯乌弗里尔巴菲特，
申请(专利权)人：原子能和代替能源委员会，
类型：发明
国别省市：FR