一种红外探测器及其制备方法和红外探测系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113659015A(43)申请公布日2021.11.16(21)申请号202111071002.6(22)申请日2021.09.13(71)申请人杭州海康微影传感科技有限公司地址311501浙江省杭州市桐庐县桐庐经济开发区求是路299号A1号楼(72)发明人刘建华丁金玲(74)专利代理机构北京柏杉松知识产权代理事务所(普通合伙)11413代理人高敏刘继富(51)Int.Cl.H01L31/02(2006.01)H01L31/0232(2014.01)H01L31/0248(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图7页(54)发明名称一种红外探测器及其制备方法和红外探测系统(57)摘要本申请提供了一种红外探测器及其制备方法和红外探测系统，其中，红外探测器包括像元阵列，该像元阵列中的每个像元包括桥臂和通过桥臂支撑于铝层上的桥面，该桥面包括吸收膜系，在远离铝层的方向上，吸收膜系依次包括空腔层、第一介质层、金属层、第二介质层、热敏层和第三介质层。相比于现有技术，本申请的红外探测器通过对吸收膜系进行调整，设计了能够在波长为3μm‑7μm的跨中波段内具有较强吸收的像元阵列，有效提高了该波段范围内的红外辐射吸收率。因此，本申请的红外探测系统对红外波长在3μm‑7μm的被探测目标具有较高的吸收率。本申请的红外探测器的制备方法，工艺简单易操作，原料易得，能够广泛应用于工业生产中。CN113659015ACN113659015A权利要求书1/2页1.一种红外探测器，其包括像元阵列；所述像元阵列中的每个像元包括桥臂和桥面，所述桥面通过所述桥臂支撑于铝层上；所述桥面包括吸收膜系，在远离所述铝层的方向上，所述吸收膜系依次包括空腔层、第一介质层、金属层、第二介质层、热敏层和第三介质层。2.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，所述吸收膜系中各层的厚度为：空腔层：1000nm‑2000nm、第一介质层：50nm‑70nm、金属层：10nm‑20nm、第二介质层：60nm‑90nm、热敏层：70nm‑100nm、第三介质层：110nm‑150nm。3.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，所述桥面还包括多个小孔，所述小孔的直径为0.5μm‑5μm。4.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，所述第一介质层、所述第二介质层和所述第三介质层的材料各自独立地选自氮化硅、氧化硅、碳化硅、硫化硅和磷化硅中的任一种。5.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，所述金属层的材料选自钛、氮化钛、镍和铬中的任一种。6.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，所述热敏层的材料选自氧化钒和非晶硅中的任一种。7.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，所述像元在波长为3μm‑7μm的红外波段内，平均吸收率大于80％。8.根据权利要求1所述的红外探测器，其中，所述红外探测器的探测波长为3μm‑7μm。9.一种红外探测器的制备方法，其包括以下步骤：(1)在硅基底上形成图形化的铝层，所述图形化的铝层包括反射层、第一电路电极和第二电路电极；(2)在步骤(1)得到的结构上依次形成牺牲层和第一介质层；(3)在所述第一介质层上形成图形化的金属层、第二介质层和热敏层；(4)在步骤(3)得到的结构上，形成图形化的第一介质层和牺牲层，以形成穿过所述第一介质层和所述牺牲层的第一过孔和第二过孔，所述第一过孔与所述第一电路电极连通，所述第二过孔与所述第二电路电极连通；(5)在步骤(4)得到的结构上形成图形化的第三介质层，以形成穿过所述第三介质层的第三过孔、第四过孔、第五过孔和第六过孔，所述第三过孔对应于所述第一过孔且与所述第一电路电极连通，所述第四过孔对应于所述第二过孔且与所述第二电路电极连通，所述第五过孔和所述第六过孔与所述热敏层连通；(6)在步骤(5)得到的结构上形成图形化的导电层，所述图形化的导电层包括第一导电电极和第二导电电极；所述第一导电电极穿过所述第三过孔与所述第一电路电极电连接，所述第一导电电极还穿过所述第五过孔与所述热敏层电连接；所述第二导电电极穿过所述第四过孔与所述第二电路电极电连接，所述第二导电电极还穿过所述第六过孔与所述热敏层电连接；(7)在步骤(6)得到的结构上形成第四介质层；(8)对步骤(7)得到的结构进行刻蚀，形成微桥结构；再刻蚀所述牺牲层，使所述牺牲层形成空腔层，得到悬浮微桥结构。10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，步骤(3)包括：2CN113659015A权利要求书2/2页在所述第一介质层上形成金属层，在所述金属层上形成第二介质层，在所述第二介质层上形成热敏层，然后依次刻蚀所述热敏层、所述第二介质层和所述金属层，使所述热敏层、所述第二介质层和所述金属层图形化。11.根据权利要求9所述的制备方法