双层悬浮红外热电堆的制备方法.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CN113394332A(43)申请公布日2021.09.14(21)申请号202110660953.0(22)申请日2021.06.15(71)申请人上海迷思科技有限公司地址201306上海市浦东新区中国（上海）自由贸易试验区临港新片区环湖西二路888号C楼(72)发明人倪藻李伟(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人卢炳琼(51)Int.Cl.H01L35/34(2006.01)H01L35/32(2006.01)G01J5/12(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称双层悬浮红外热电堆的制备方法(57)摘要本发明提供一种双层悬浮红外热电堆的制备方法，通过基底中的第一牺牲层，以及在热电偶复合层中形成显露第一牺牲层的刻蚀窗口，从而通过具有较小宽度的刻蚀窗口即可形成具有较大宽度的隔热空腔，可提高热电堆的结构布局的灵活性，提高器件空间利用率；进一步的，通过形成位于红外吸收层下且覆盖刻蚀窗口的第二牺牲层，可在最后一道步骤中同时释放红外吸收层及热电偶复合层，形成包括第一层悬浮结构及第二层悬浮结构的双层悬浮红外热电堆，从而可有效降低工艺复杂度、提高成品率，有利于实现红外热电堆的小型化和高性能。CN113394332ACN113394332A权利要求书1/1页1.一种双层悬浮红外热电堆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供基底，所述基底包括衬底及第一牺牲层；于所述基底上形成热电偶复合层，所述热电偶复合层包括覆盖所述基底的支撑介质层，以及位于所述支撑介质层上的热偶材料层、电绝缘层及金属互联层，且所述热偶材料层位于所述第一牺牲层的上方；图形化所述热电偶复合层，形成显露所述第一牺牲层的刻蚀窗口；形成覆盖所述热电偶复合层及刻蚀窗口的第二牺牲层；图形化所述第二牺牲层，于热电偶的热结端形成显露所述电绝缘层的沟槽；形成覆盖所述第二牺牲层及沟槽的图形化的红外吸收层；采用湿法腐蚀，去除所述第二牺牲层形成间隔间隙，释放所述红外吸收层，形成第二层悬浮结构，且自所述刻蚀窗口去除所述第一牺牲层形成隔热空腔，释放所述热电偶复合层形成第一层悬浮结构。2.根据权利要求1所述的双层悬浮红外热电堆的制备方法，其特征在于：所述第一牺牲层包括氧化硅层或金属层，厚度范围为0.5μm～5μm。3.根据权利要求1所述的双层悬浮红外热电堆的制备方法，其特征在于：所述第二牺牲层包括氧化硅层或金属层，厚度范围为0.5μm～5μm。4.根据权利要求1所述的双层悬浮红外热电堆的制备方法，其特征在于：于最后一道步骤中同时去除所述第一牺牲层及第二牺牲层。5.根据权利要求1所述的双层悬浮红外热电堆的制备方法，其特征在于：于所述基底上形成所述热电偶复合层的步骤包括：于所述基底上形成覆盖所述基底的支撑介质层；于所述支撑介质层上形成热偶材料层；于所述热偶材料层上形成覆盖所述热偶材料层的电绝缘层；图形化所述电绝缘层形成显露所述热偶材料层的接触孔；于所述电绝缘层上形成图形化的金属互联层，且所述金属互联层通过所述接触孔与所述热偶材料层相接触。6.根据权利要求1所述的双层悬浮红外热电堆的制备方法，其特征在于：所述热偶材料层为N型多晶硅层、P型多晶硅层或金属层中的一种，或所述热偶材料层为由N型多晶硅层、热偶间绝缘层及P型多晶硅层构成的叠层；所述金属互联层为包括单金属层或金属叠层。7.根据权利要求1所述的双层悬浮红外热电堆的制备方法，其特征在于：所述支撑介质层为氮化硅层及氧化硅层中的一种或组合，厚度范围为0.2μm～2μm。8.根据权利要求1所述的双层悬浮红外热电堆的制备方法，其特征在于：所述电绝缘层为氮化硅层及氧化硅层中的一种或组合，厚度范围为0.05μm～1μm。9.根据权利要求1所述的双层悬浮红外热电堆的制备方法，其特征在于：所述红外吸收层为氮化硅层及氧化硅层中的一种或组合，厚度范围为0.5μm～4μm。10.根据权利要求1所述的双层悬浮红外热电堆的制备方法，其特征在于：形成多个所述热电偶，所述热电偶串联连接构成热电偶组，且所述红外吸收层为覆盖所述热电偶组的伞状红外吸收层。2CN113394332A说明书1/6页双层悬浮红外热电堆的制备方法技术领域[0001]本发明属于硅微机械传感技术领域，特别是涉及一种双层悬浮红外热电堆的制备方法。背景技术[0002]红外(IR)传感阵列已被用于军事、工业和消费电子市场，包括夜视、自动驾驶、人类行为检测、非接触式测温等。对于红外热成像，需要将检测器组装到焦平面阵列(FPA)中，以捕获被检测物体的形状和运动。与微测辐射热计和热释电传感器相比，热电堆传感器的特点是功耗低、无闪烁噪声且与CMOS工艺兼容，因此成本较低，常用于低成本领域，例如空调风向控制