非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法.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(10)申请公布号CNCN103569946103569946A(43)申请公布日2014.02.12(21)申请号201210270383.5(22)申请日2012.07.31(71)申请人昆山光微电子有限公司地址215325江苏省苏州市昆山市周庄镇大桥路145号(72)发明人陈大鹏高超群(74)专利代理机构昆山四方专利事务所32212代理人盛建德(51)Int.Cl.B81C1/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法(57)摘要本发明公开了一种非制冷光读出红外成像焦平面阵列探测器制作方法，该制作方法以多牺牲层技术为基础，在透明衬底上制作可动微悬臂梁阵列，利用微悬臂梁阵列的热——机械特性检出目标物体的红外辐射场分布。该制作方法可解决传统硅衬底上制作的非制冷红外焦平面阵列器件制作工艺复杂、封装困难等问题，同时该制作方法制作的焦平面阵列探测器既避免了硅衬底对于目标物体红外辐射能量影响，提高系统红外辐射利用率，避免复杂的体硅去除工艺，更加易于圆片级封装。CN103569946ACN1035694ACN103569946A权利要求书1/1页1.一种非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法，其特征在于包括以下步骤：①在一透明衬底（1）的上侧面上淀积一层第一牺牲层（2），且所述透明衬底对读出光路中的可见光透明；②在上述第一牺牲层（2）的上侧面上进行选择性刻蚀以获得锚点的图形（21）；③在上述第一牺牲层的上侧面上制作微悬臂梁单元（3），该微悬臂梁单元的一端通过所述锚点的图形与所述透明衬底连接；④在上述微悬臂梁单元和第一牺牲层的上侧面上共同覆盖第二牺牲层（4）；⑤在上述非对应所述悬臂梁单元的第二牺牲层的上侧面上选择性蚀刻出若干个盲槽（41），且该盲槽贯穿所述第二牺牲层及第一牺牲层至所述透明衬底；⑥在上述第一牺牲层的上侧面上及若干个盲槽内淀积第一封装材料（5），该第一封装材料完全填充所述若干个盲槽及完全覆盖所述第二牺牲层的上侧面；⑦在上述第一封装材料的上侧面上制作若干个释放盲孔（51），该释放盲孔贯穿第一封装材料至第二牺牲层，至此形成带释放盲孔的封装壳；⑧将上述第二牺牲层和第一牺牲层从所述释放盲孔释放去除；⑨将上述封装壳在真空环境下抽去残气后，在上述第一封装材料上侧面上淀积第二封装材料（6）以封闭封装壳，从而完成晶圆级封装。2.根据权利要求1所述的非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法，其特征在于：所述第二封装材料与第一封装材料为同种材料，且该材料对红外光透明。3.根据权利要求1或2所述的非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法，其特征在于：所述第二牺牲层与所述第一牺牲层为同种材料。4.根据权利要求3所述的非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法，其特征在于：所述释放盲孔至少为两个。5.根据权利要求3所述的非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法，其特征在于：在所述步骤⑧采用干法释放将所述第二牺牲层和第一牺牲层去除。2CN103569946A说明书1/3页非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法技术领域[0001]本发明涉及红外线成像系统中非制冷红外焦平面陈列探测器技术领域，尤其涉及一种非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法。背景技术[0002]应用光-机械原理的光读出非制冷红外焦平面阵列，大多以双材料悬臂梁单元为关键力学结构：悬臂梁单元吸收入射红外光后温度升高，并发生热致形变，再由光学读出系统非接触检测形变，便得到了目标的红外信息。上述双材料悬臂梁单元通常在硅衬底上制作，包括带有牺牲层的微悬臂梁单元和全镂空微悬臂梁单元。前者因硅衬底对红外辐射的衰减，只能利用有限的红外能量成像；后者无硅衬底，对红外辐射的利用率很高，却需要长时间的体硅去除步骤和可靠的应力控制技术来制作平整薄膜上的全镂空结构阵列，对制作工艺有很高的要求，且增大了圆片级封装难度。发明内容[0003]为了克服上述缺陷，本发明提供了一种非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法，该制作方法以多牺牲层技术为基础，在透明衬底上制作可动微悬臂梁陈列，利用微悬臂梁陈列的热——机械特性检出目标物体的红外辐射场分布，其不仅工艺制作简单，而且便于封装。[0004]本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非制冷光读出红外成像焦平面陈列探测器制作方法，包括以下步骤：[0005]①在一透明衬底的上侧面上淀积一层第一牺牲层，且所述透明衬底对读出光路中的可见光透明；[0006]②在上述第一牺牲层的上侧面上进行选择性刻蚀以获得锚点的图形；[0007]③在上述第一牺牲层的上侧面上制作微悬臂梁