[發明專利]一種新型偏振非制冷紅外焦平面探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 201710328761.3
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107128872B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 邱棟;楊水長;王鵬;王宏臣;陳文禮
• 申請（專利權）人: 煙臺睿創微納技術股份有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

1.一種新型偏振非制冷紅外焦平面探測器，其特征在于，包括一包含讀出電路的半導體基座和一具有微橋支撐結構的探測器本體，所述探測器本體與所述半導體基座的讀出電路形成電連接；其特征在于，所述探測器本體包括金屬反射層、絕緣介質層、支撐層、保護層、金屬電極層和熱敏層，所述支撐層包括第一支撐層和第二支撐層，所述保護層包括第一保護層和第二保護層；

所述半導體基座的讀出電路上依次設置有金屬反射層和絕緣介質層，所述金屬反射層包括若干個金屬塊；

所述第一支撐層設置在所述絕緣介質層的上方，所述第一支撐層上方依次設置熱敏層、第一保護層和第二支撐層；

所述第一保護層和第二支撐層上設有接觸孔，所述接觸孔的下端終止于所述熱敏層，所述接觸孔內充滿金屬電極，所述金屬電極與所述熱敏層電連接；

所述第二支撐層上還設有通孔，所述通孔的下端終止于所述金屬塊，所述通孔內充滿所述金屬電極；所述金屬電極層上設有第二保護層；

所述第二保護層上設有偏振結構，所述偏振結構包括光柵支撐層和設置在所述光柵支撐層上金屬光柵結構。

2.根據權利要求1所述的新型偏振非制冷紅外焦平面探測器，其特征在于，所述光柵支撐層包括第一光柵支撐層和設置在所述第一光柵支撐層上的第二光柵支撐層，所述第一光柵支撐層為氮化硅層，所述第二光柵支撐層為二氧化硅層，且厚度均為0.10～0.30μm。

3.根據權利要求1所述的新型偏振非制冷紅外焦平面探測器，其特征在于，所述金屬光柵結構包括若干個依次排列的光柵，所述光柵為直線型或彎曲型，相鄰所述光柵之間的間隔為10～500nm。

4.根據權利要求1-3任一項所述的新型偏振非制冷紅外焦平面探測器，其特征在于，所述的絕緣介質層為氮化硅薄膜或者氧化硅薄膜，厚度為所述第一支撐層的厚度為

5.根據權利要求1-3任一項所述的新型偏振非制冷紅外焦平面探測器，其特征在于，所述熱敏層的厚度為熱敏層方阻為50～5000KΩ，所述熱敏層采用氧化釩或氧化鈦。

6.一種新型偏振非制冷紅外焦平面探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在包含讀出電路半導體基座上制作金屬反射層，并對金屬反射層進行圖形化處理，圖形化后的金屬反射層形成若干個金屬塊；金屬塊與半導體基座上的讀出電路電連接；在完成圖形化后的金屬反射層上沉積絕緣介質層；

步驟2：在所述的絕緣介質層上依次沉積第一犧牲層、第一支撐層、熱敏層和第一保護層，所述第一支撐層為低應力氮化硅薄膜，所述第一保護層為低應力氮化硅薄膜，所述熱敏層為氧化釩或氧化鈦薄膜；

步驟3：對第一支撐層和第一保護層進行圖形化處理，光刻第一支撐層和第一保護層直至接觸第一犧牲層，完成圖形化處理后，在暴露的第一犧牲層和圖形化處理后的第一保護層上沉積第二犧牲層，所述第一犧牲層和第二犧牲層采用聚酰亞胺或者非晶碳；

步驟4：對第一犧牲層和第二犧牲層進行圖形化處理，并形成第一錨點孔、第二錨點孔和第三錨點孔，所述第一錨點孔、第二錨點孔和第三錨點孔的剖面均為梯形結構，并在完成圖形化處理的第一犧牲層和第二犧牲層上沉積第二支撐層，所述第二支撐層是氮化硅薄膜；

步驟5：在沉積完第二支撐層的半導體基座上通過光刻和蝕刻的方法制備通孔，通孔蝕刻終止于所述金屬塊；

步驟6：同時光刻或蝕刻第二支撐層和第一保護層以得到接觸孔，接觸孔光刻和蝕刻終止于所述熱敏層；

步驟7：在形成的接觸孔內和圖形化后的第二支撐層上沉積金屬電極層，并對金屬電極層進行圖形化處理，利用光刻或蝕刻的方法得到金屬電極圖形；在得到的金屬電極圖形上沉積第二保護層，所述第二保護層為低應力氮化硅薄膜；

步驟8:利用光刻和蝕刻的方法制備第二保護層和第二支撐層，形成鈍化層圖形，所述蝕刻終于第二犧牲層；

步驟9：在第二保護層上沉積光柵犧牲層，并對光柵犧牲層進行圖形化處理，在圖形化處理后的光柵犧牲層上沉積光柵支撐層；

步驟10：在所述光柵支撐層上制備金屬光柵結構；

步驟11：結構釋放，釋放光柵犧牲層、第一犧牲層和第二犧牲層，形成新型偏振非制冷紅外焦平面探測器。