[發明專利]一種高填充因子的紅外探測器結構

有效

• 申請號: 201910560491.8
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110361096B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 康曉旭
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;張磊

本發明公開了一種高填充因子的紅外探測器結構，自下而上包括：位于第一層的半導體襯底，位于第二層的第一導電梁和第二導電梁，以及位于第三層的微橋橋面；所述第一導電梁和第二導電梁分設有第一連接端和第二連接端，所述第一導電梁的第一連接端下表面和第二導電梁的第一連接端下表面分別通過一個第一導電支撐柱連接所述半導體襯底的上表面，所述第一導電梁的第二連接端上表面和第二導電梁的第二連接端上表面分別通過一個第二導電支撐柱連接所述微橋橋面的下表面。本發明能夠在提高填充因子的同時，讓第一導電支撐柱、第二導電支撐柱以及第一導電梁、第二導電梁等結構使用更大的面積空間，從而進一步提升產品性能。

技術領域

本發明涉及紅外探測器技術領域，更具體地，涉及一種高填充因子的紅外探測器結構。

背景技術

隨著紅外探測器陣列越來越大，單個像元的面積也不斷在縮小。

在現有的紅外探測器的整個紅外像元的微橋結構中，支撐、電連接以及梁等結構一般與微橋橋面處于同一層。其中，微橋橋面是吸收入射紅外線的關鍵部件。由于性能和工藝的要求，支撐、電連接和梁等結構需要占用一定的面積，因此會影響到微橋面積在像元面積中的占比，導致紅外感光的微橋面積比例下降，從而影響到探測器的性能。

因此，如何提高紅外探測器的填充因子(filling factor)，即如何提高微橋面積占整個像元面積的比例，已經成為紅外探測器在縮小像元尺寸的同時保證性能的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種高填充因子的紅外探測器結構。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種高填充因子的紅外探測器結構，自下而上包括：位于第一層的半導體襯底，位于第二層的第一導電梁和第二導電梁，以及位于第三層的微橋橋面；所述第一導電梁和第二導電梁分設有第一連接端和第二連接端，所述第一導電梁的第一連接端下表面和第二導電梁的第一連接端下表面分別通過一個第一導電支撐柱連接所述半導體襯底的上表面，所述第一導電梁的第二連接端上表面和第二導電梁的第二連接端上表面分別通過一個第二導電支撐柱連接所述微橋橋面的下表面。

進一步地，所述第一導電梁和第二導電梁位于所述微橋橋面的下方以內區域。

進一步地，所述第一導電梁和第二導電梁在水平方向上具有重復的轉折結構。

進一步地，所述微橋橋面設有用于紅外感光的紅外吸收與敏感層，所述紅外吸收與敏感層連接所述第二導電支撐柱。

進一步地，所述紅外吸收與敏感層通過第一金屬電極層連接所述第二導電支撐柱。

進一步地，所述紅外吸收與敏感層和第一金屬電極層的表面覆蓋有釋放保護層。

進一步地，所述第一導電梁和第二導電梁分設有第二金屬電極層，所述第二金屬電極層分別連接所述第一導電支撐柱和第二導電支撐柱。

進一步地，所述第一導電支撐柱和第二導電支撐柱分設有第三金屬電極層，所述第一金屬電極層、第二金屬電極層和第三金屬電極層相連接。

進一步地，所述第二金屬電極層的表面覆蓋有釋放保護層，所述第三金屬電極層的外側包覆有介質層。

進一步地，所述第一導電支撐柱和/或第二導電支撐柱為垂直向上的柱狀結構，或者為傾斜向上的導電支撐梁結構。

從上述技術方案可以看出，本發明通過將用于電連接和支撐用的第一導電支撐柱、第二導電支撐柱以及第一導電梁、第二導電梁設置于微橋橋面下方，能夠在提高填充因子的同時，讓第一導電支撐柱、第二導電支撐柱以及第一導電梁、第二導電梁等結構使用更大的面積空間，可以利用整個像元面積來設計，從而進一步提升產品性能。

附圖說明