[發(fā)明專利]紅外探測器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810201307.2
• 申請日: 2008-10-16
• 公開（公告）號: CN101445215A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康曉旭;姜利軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司;浙江大立科技股份有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;G01J5/10;B81C1/00
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 鄭 瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅外探測器的制造工藝，且特別涉及一種用于紅外線探測器及其制造方法。?

背景技術(shù)

微電子機械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)具有微小、智能、可執(zhí)行、可集成、工藝兼容性好、成本低等諸多優(yōu)點，故其已開始廣泛應(yīng)用在包括紅外探測技術(shù)領(lǐng)域的諸多領(lǐng)域。紅外探測器是紅外探測技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛的一種MEMS產(chǎn)品，它利用敏感材料探測層(通常為非晶硅或氧化機)吸收紅外線且將其轉(zhuǎn)化成電信號，據(jù)此來實現(xiàn)熱成像功能。?

紅外探測器工藝一般與CMOS工藝兼容性比較差，故而早期很難實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。近年來由于MEMS產(chǎn)品的市場需求逐漸擴大，CMOS-MEMS的概念逐漸被人提出。CMOS-MEMS是利用CMOS技術(shù)制作外圍讀取及信號處理電路，然后在CMOS電路上面制作傳感器及微機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而工藝兼容性問題始終是困擾CMOS-MEMS技術(shù)的關(guān)鍵。?

以非制冷式紅外探測器為例，其單元結(jié)構(gòu)中廣泛使用金屬反射層結(jié)構(gòu)。在CMOS讀出電路制備結(jié)束后，通過淀積金屬并光刻、刻蝕形成金屬反射層圖形。然而形成金屬反射層圖形后，其表面不再是平坦的，平坦化問題會積累到后續(xù)工藝中，因而給后續(xù)工藝帶來很多問題，如光刻曝光深度等，并最終影響其產(chǎn)品性能、可靠性和成品率。?

因此，如何提供一種紅外探測器及其制造方法，解決其MEMS工藝表面平坦化問題，并大幅度提高產(chǎn)品成品率和可靠性，已成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種紅外探測器，其金屬反射層上沉積有平坦化的介質(zhì)層，能夠?qū)崿F(xiàn)紅外探測器的平坦，以利于后續(xù)工藝的進行。?

為了達到上述目的，發(fā)明提出一種紅外探測器，在其硅襯底上依次沉積有金屬反射層、介質(zhì)層、犧牲層、釋放保護層、敏感材料探測層和金屬電極。金屬反射層具有金屬反射圖案。介質(zhì)層的高度與金屬反射層的高度一致。?

在本發(fā)明一實施例中，該介質(zhì)層的材料為二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或非化學(xué)計量比的二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅，或者摻有硼、磷、碳或氟等雜質(zhì)元素的上述材料。?

在本發(fā)明一實施例中，該敏感材料探測層和該金屬電極被釋放保護層所包圍，用以保護該敏感材料探測層和該金屬電極。?

在本發(fā)明一實施例中，該敏感材料探測層的材料為非晶硅或氧化釩。?

在本發(fā)明一實施例中，該金屬電極為鈦電極、鉭電極、上下層疊的氮化鈦和鈦電極或上下層疊的鉭和氮化鉭電極。?

為了達到上述目的，本發(fā)明還提出上述紅外探測器的制造方法，包括以下步驟：在硅襯底上形成金屬反射層并實現(xiàn)其圖形化；在金屬反射層上形成介質(zhì)層，并實現(xiàn)其平坦化；刻蝕介質(zhì)并停在金屬層上表面，確定介質(zhì)層的高度與金屬反射層的高度一致；沉積犧牲層；以及制作微橋紅外吸收結(jié)構(gòu)。?

在本發(fā)明一實施例中，在該金屬反射層上形成該介質(zhì)層時，采用了化學(xué)氣相淀積工藝將該介質(zhì)層淀積在該金屬反射層上。?

在本發(fā)明一實施例中，在該金屬反射層上形成該介質(zhì)層后，采用化學(xué)機械拋光工藝或者旋涂玻璃的工藝，實現(xiàn)該介質(zhì)層的平坦化。?

在本發(fā)明一實施例中，在實現(xiàn)該介質(zhì)的平坦化后，采用干法刻蝕的終點檢測來刻蝕介質(zhì)并停到該金屬反射層的表面，以確定該介質(zhì)層的高度與該金屬反射層的高度一致。?

本發(fā)明的有益效果為：解決了MEMS工藝表面平坦化問題；防止了金屬反射層之間的短路，大幅度提高產(chǎn)品成品率和可靠性。?

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明較佳實施例的紅外探測器的剖面圖；

圖2為本發(fā)明較佳實施例的紅外探測器的制造方法流程圖；?

圖3顯示了完成步驟S20后紅外探測器的剖視圖；?

圖4顯示了完成步驟S22后紅外探測器的剖視圖，；?

圖5顯示了完成步驟S24后紅外探測器的剖視圖；?

圖6顯示了完成步驟S26后紅外探測器的剖視圖；?

圖7顯示了完成步驟S26后紅外探測器的剖視圖；?

圖8為圖2中步驟S28的操作流程圖。?

具體實施方式

為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。?

請參看圖1，圖1所示為本發(fā)明較佳實施例的紅外探測器的剖面圖。本實施例提出一種紅外探測器，其可以用于電力網(wǎng)絡(luò)的安全檢測、森林火警的探測以及人體溫度的探測等場所。?