一种非制冷红外探测器及其制作方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114608707A(43)申请公布日2022.06.10(21)申请号202210078270.9(22)申请日2022.01.24(71)申请人武汉高芯科技有限公司地址430205湖北省武汉市东湖开发区黄龙山南路6号2号楼(72)发明人黄立蔡光艳马占锋高健飞王春水汪超叶帆(74)专利代理机构北京汇泽知识产权代理有限公司11228专利代理师吴静(51)Int.Cl.G01J5/02(2022.01)G01J5/08(2022.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种非制冷红外探测器及其制作方法(57)摘要本发明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。CN114608707ACN114608707A权利要求书1/1页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。6.如权利要求5所述的一种非制冷红外探测器，其特征在于：所述第一吸气剂层的面积大于所述第二吸气剂层的面积。7.如权利要求5所述的一种非制冷红外探测器，其特征在于：所述盖帽的内侧侧面上也设有所述第一吸气剂层。8.一种如权利要求1‑7任一项所述的非制冷红外探测器的制作方法，其特征在于，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。9.如权利要求8所述的非制冷红外探测器的制作方法，其特征在于：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。2CN114608707A说明书1/4页一种非制冷红外探测器及其制作方法技术领域[0001]本发明涉及红外探测器技术领域，具体涉及一种非制冷红外探测器及其制作方法。背景技术[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。发明内容[0004]为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种非制冷红外探测器及其制作方法