[發(fā)明專利]一種用于紅外焦平面陣列器件的微結構及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210088833.9
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102593133A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 歐文
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯(lián)網研究發(fā)展中心
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;G01J5/20
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種用于紅外焦平面陣列器件的微結構，其特征是：包括第一襯底（101）及位于所述第一襯底（101）上方的第二襯底（201），所述第二襯底（201）的上方設有第三襯底（301）；所述第一襯底（101）的表面上覆蓋有鈍化介質層（102），所述鈍化介質層（102）下方的第一襯底（101）內設有CMOS讀取電路，所述CMOS讀取電路包括最外層的反光板（104），刻蝕反光板（104）上方相應的鈍化介質層（102）以形成位于鈍化介質層（102）內的共振槽；在共振槽外圈的鈍化介質層（102）上設有第一低溫鍵合體（105）及位于第一低溫鍵合體（105）外圈的第二低溫鍵合體（106）；

在第二襯底（201）內設有若干貫通第二襯底（201）的空腔（212），第二襯底（201）內對應空腔（212）的外側設有阻擋槽，所述阻擋槽的內壁及底部覆蓋有釋放腐蝕阻擋層（209），并在阻擋槽內填充熱沉（210）；在任意空腔（212）的下方均設有紅外敏感區(qū)（205）及位于紅外敏感區(qū)（205）外側的熱隔離懸臂梁（204）；紅外敏感區(qū)（205）包括紅外吸收層（214）及硅島（213），所述硅島（213）通過絕緣介質層與紅外吸收層（214）相絕緣隔離，硅島（213）內設有若干串聯(lián)分布的二極管；第二襯底（201）上設有與第一低溫鍵合體（105）相對應分布的第三低溫鍵合體（207）及與第二低溫鍵合體（106）相對應分布的第四低溫鍵合體（208），所述第三低溫鍵合體（207）通過連接線（203）與第二襯底（201）相連，連接線（203）位于紅外敏感區(qū)（205）及熱隔離懸臂梁（204）的外圈，且連接線（203）與硅島（213）內的二極管電連接；第三低溫鍵合體（207）與第四低溫鍵合體（208）間設有吸氣劑（206）；第一襯底（101）與第二襯底（201）通過第一低溫鍵合體（105）與第三低溫鍵合體（207）對應真空焊接以及第二低溫鍵合體（106）與第四低溫鍵合體（208）對應真空焊接后連接成一體，并使得紅外吸收層（104）與反光板（104）間的共振槽形成共振腔；

第二襯底（201）對應鄰近第三襯底（301）的表面設有第五低溫鍵合體（211），第三襯底（301）上設有與第五低溫鍵合體（211）相對應分布的第六低溫鍵合體（302），第二襯底（201）與第三襯底（301）通過第五低溫鍵合體（211）及第六低溫鍵合體（302）真空焊接后連接成一體。

2.根據(jù)權利要求1所述的用于紅外焦平面陣列器件的微結構，其特征是：所述第三襯底（301）上設有抗反射層（303），所述抗反射層（303）覆蓋第三襯底（301）的兩個表面。

3.根據(jù)權利要求2所述的用于紅外焦平面陣列器件的微結構，其特征是：所述第三襯底（301）上設有微透鏡（304），所述微透鏡（304）位于空腔（212）的正上方并位于第三襯底（301）對應遠離第二襯底（201）的表面上；微透鏡（304）位于抗反射層（303）與第三襯底（301）間。

4.根據(jù)權利要求1所述的用于紅外焦平面陣列器件的微結構，其特征是：所述第一襯底（101）內設有TSV導電通孔（103），所述TSV導電通孔（103）與第一低溫鍵合體（105）電連接，并與CMOS讀取電路電連接。

5.根據(jù)權利要求3所述的用于紅外焦平面陣列器件的微結構，其特征是：所述微透鏡（114）包括半凸透鏡或菲涅耳透鏡。

6.根據(jù)權利要求1所述的用于紅外焦平面陣列器件的微結構，其特征是：所述紅外吸收層（214）的材料為Ti、TiN中的一種或兩種。

7.根據(jù)權利要求1所述的用于紅外焦平面陣列器件的微結構，其特征是：所述紅外吸收層（214）與反光板（104）間的距離為1~3.5μm。