[發(fā)明專利]一種微測輻射熱計的像元結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710434582.8
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107253696B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鵬;邱棟;楊鑫;王宏臣;陳文禮
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺睿創(chuàng)微納技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81C1/00
• 代理公司: 煙臺上禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本發(fā)明涉及一種微測輻射熱計的像元結(jié)構(gòu)及其制備方法，所述參考像元的尺寸是所述有效像元尺寸的1.5～3倍，所述參考像元與所述有效像元的高度一致；在進(jìn)行犧牲層的結(jié)構(gòu)釋放時，直接將像元結(jié)構(gòu)放到去膠機(jī)中，由于參考像元的尺寸大，當(dāng)有效像元的犧牲層釋放完全時，參考像元的犧牲層還有部分未釋放，不需要對參考像元與有效像元隔離開，能夠簡化工藝；另外，犧牲層采用非晶碳，能夠保證參考像元與制作有效像元的工藝兼容，且能夠增加參考像元結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微測輻射熱計的像元結(jié)構(gòu)及其制備方法，屬于微機(jī)電制作工藝領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微測輻射熱計是基于具有熱敏特性的材料在溫度發(fā)生變化時電阻值發(fā)生相應(yīng)的變化而制造的一種熱探測器。

有效像元指本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為的微測輻射熱計，參考像元是用來與檢測環(huán)境信號，與有效像元的檢測信號形成差分。有效像元和參考像元的層結(jié)構(gòu)一致，但是傳統(tǒng)參考像元的犧牲層不進(jìn)行釋放，以保證參考像元對紅外輻射不敏感，而有效像元的犧牲層需進(jìn)行完全釋放，也就是說有效像元與傳統(tǒng)參考像元的層結(jié)構(gòu)的不同之處僅在于：有效像元沒有犧牲層，而傳統(tǒng)參考像元犧牲層一點也不釋放。

基于微測輻射熱計的探測器應(yīng)用范圍廣泛，所以抗環(huán)境干擾是檢驗其性能的一項重要指標(biāo)。為了使探測器在環(huán)境溫度波動時能夠提供良好的成像效果，就要求參考像元的輸出信號受環(huán)境影響小，也就是對紅外輻射不敏感。DRS公司(美國專利：US6507021有效像元半導(dǎo)體基座1)制作的參考像元使用聚酰亞胺作為犧牲層，在其上制作電學(xué)轉(zhuǎn)化以及紅外吸收結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以提供參考作用，但是該結(jié)構(gòu)在釋放過程中需要將參考像元與有效像元隔離開進(jìn)行釋放，該方法不僅增加了工藝步驟，而且增加了工藝的難度。L-3公司(美國專利：US 7375331有效像元半導(dǎo)體基座2)申請的專利是在active像元上覆蓋一層遮擋層作為參考像元，該結(jié)構(gòu)可以有效的減小紅外輻射的影響，但是制作工藝復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種制作工藝簡單、熱導(dǎo)性好的微測輻射熱計的像元結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種微測輻射熱計的像元結(jié)構(gòu)，所述像元結(jié)構(gòu)包括若干個呈矩陣排列的有效像元和若干個呈矩陣排列的參考像元，所述參考像元的尺寸是與其相對應(yīng)的有效像元尺寸的1.5～3倍，所述參考像元與所述有效像元的高度一致；

所述參考像元包括參考像元半導(dǎo)體基座和與所述參考像元半導(dǎo)體基座電連接的參考像元本體，所述參考像元本體包括金屬反射層、絕緣介質(zhì)層、犧牲層、支撐層、電極層、保護(hù)層和熱敏層，所述保護(hù)層包括第一保護(hù)層和第二保護(hù)層，所述犧牲層采用非晶碳；

所述參考像元半導(dǎo)體基座上設(shè)有金屬反射層和絕緣介質(zhì)層，所述金屬反射層包括若干個金屬塊；所述絕緣介質(zhì)層和支撐層之間形成諧振腔，所述諧振腔內(nèi)設(shè)有所述犧牲層，所述犧牲層的厚度與所述諧振腔的高度一致，所述犧牲層的體積占所述諧振腔的1/3～1/2；

所述支撐層上設(shè)有錨點孔和通孔，所述通孔終止于所述金屬塊，在所述支撐層上依次設(shè)有電極層或熱敏層、第一保護(hù)層、熱敏層或電極層和第二保護(hù)層，所述電極層或熱敏層上設(shè)有第一保護(hù)層，所述第一保護(hù)層上設(shè)有接觸孔，所述接觸孔下端終止于所述電極層或熱敏層，所述第一保護(hù)層上和接觸孔內(nèi)設(shè)有熱敏層或電極層，所述電極層包括設(shè)置在橋腿區(qū)域的電極連線和設(shè)置在橋面區(qū)域的電極塊，所述熱敏層與所述電極塊連接，所述熱敏層或電極層上設(shè)有第二保護(hù)層。

進(jìn)一步，所述絕緣介質(zhì)層為氮化硅或二氧化硅，其厚度為0.02～0.30μm。

進(jìn)一步，所述支撐層為氮化硅薄膜，其厚度為0.10～0.30μm。

進(jìn)一步，所述電極層為V、Ti,NiCr,TiN薄膜，厚度為

進(jìn)一步，所述保護(hù)層為氮化硅或二氧化硅薄膜，厚度為