一种MEMS热电堆红外探测器及其制作方法.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CN112802956A(43)申请公布日2021.05.14(21)申请号202110380036.7(22)申请日2021.04.09(71)申请人山东新港电子科技有限公司地址261200山东省潍坊市坊子区正泰路1369号7号楼(72)发明人不公告发明人(74)专利代理机构潍坊中润泰专利代理事务所(普通合伙)37266代理人田友亮(51)Int.Cl.H01L35/28(2006.01)B81B7/00(2006.01)B81B7/02(2006.01)G01J5/12(2006.01)H01L35/34(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种MEMS热电堆红外探测器及其制作方法(57)摘要本发明公开一种MEMS热电堆红外探测器及其制作方法，该红外探测器包括：衬底，设有隔热腔体；支撑层，形成于衬底的上表面；热电堆单元，形成于支撑层上，从下至上依次包括第一热偶层、第一绝缘层和第二热偶层，且第一、第二热偶层通过第一绝缘层中的第一接触孔连接；第二绝缘层、电磁屏蔽层、红外吸收层，依次形成于热电堆单元上，且对红外吸收层和第二绝缘层局部刻蚀出第二接触孔。本发明通过在红外吸收层下方设置可接地的电磁屏蔽层，实现电磁屏蔽，从而有利于减小测量误差，提高探测器的可靠性；此外，该电磁屏蔽层还可对被测物体产生的红外辐射进行反射，有助于红外吸收层进行二次吸收，从而提高其红外吸收率，增强红外探测性能。CN112802956ACN112802956A权利要求书1/2页1.一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：包括：衬底（10），设有隔热腔体（11）；支撑层（20），形成于衬底（10）的上表面；热电堆单元，形成于支撑层（20）上，且局部位于隔热腔体（11）的上方，从下至上依次包括第一热偶层（30）、第一绝缘层（40）和第二热偶层（50），且第一热偶层（30）、第二热偶层（50）通过第一绝缘层（40）中的第一接触孔（41）连接，以形成热电堆；第二绝缘层（60），覆盖第二热偶层（50）；电磁屏蔽层（70），形成于第二绝缘层（60）的上表面；红外吸收层（80），覆盖电磁屏蔽层（70），且对红外吸收层（80）和第二绝缘层（60）局部刻蚀出第二接触孔（81），以暴露部分第二热偶层（50）及电磁屏蔽层（70）。2.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：所述第一热偶层（30）的材料为P型多晶硅、N型多晶硅、金属的一种，所述第二热偶层（50）的材料为P型多晶硅、N型多晶硅、金属的一种，所述第一热偶层（30）与所述第二热偶层（50）的材料不同。3.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：所述隔热腔体（11）由衬底（10）的上表面向内凹入或从下表面向内贯穿衬底（10）形成。4.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：所述衬底（10）为半导体衬底，所述半导体衬底为硅衬底、锗衬底、SOI衬底、GeOI衬底中的一种；所述支撑层（20）、所述第一绝缘层（40）和所述第二绝缘层（60）的材料为氧化硅、氮化硅中的一种或两种组合；所述电磁屏蔽层（70）的材料为钛、铝、氮化钛、碳化钛、碳氮化钛中的一种；所述红外吸收层（80）的材料为氮化硅或氮化硅与氧化硅的组合。5.根据权利要求1所述的一种MEMS热电堆红外探测器，其特征在于：所述第一接触孔（41）或所述第二接触孔（81）的形状为圆形、矩形及十字花形中的一种。6.根据权利要求1至5所述的一种MEMS热电堆红外探测器的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、提供一衬底（10），于衬底（10）上形成支撑层（20）；S2、于支撑层（20）上形成第一热偶层（30）；S3、形成第一绝缘层（40），第一绝缘层（40）至少覆盖第一热偶层（30），且局部刻蚀出第一接触孔（41）；S4、于第一绝缘层（40）上形成第二热偶层（50），部分第二热偶层（50）通过第一接触孔（41）与第一热偶层（30）连接，以形成热电堆，所述热电堆局部位于隔热腔体（11）的上方；S5、形成第二绝缘层（60），至少覆盖第二热偶层（50）；S6、于第二绝缘层（60）上形成电磁屏蔽层（70）；S7、形成红外吸收层（80），红外吸收层（80）至少覆盖电磁屏蔽层（70），并对红外吸收层（80）及第二绝缘层（60）进行局部刻蚀形成第二接触孔（81），第二接触孔（81）用以暴露部分第二热偶层（50）及部分电磁屏蔽层（70）；S8、于衬底（10）上方材料中形成通孔，并通过通孔对衬底（10）进行释放以形成隔热腔体（11），或于衬底（10）的下表面形成腐蚀窗口，并通过腐蚀窗口对衬底（10）进行释放，形成隔热腔体，隔热腔体贯穿衬底