[發(fā)明專利]熱電堆及其制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010389902.4
• 申請日: 2020-05-09
• 公開（公告）號: CN111463340A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周娜;雷雨瀟;李俊杰;盧一泓;高建峰;楊濤;李俊峰;王文武
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L35/02
• 分類號: H01L35/02;H01L35/32;H01L35/34
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

一種熱電堆及其制作方法，熱電堆的制作方法包括如下步驟：在襯底正面形成熱電堆結(jié)構(gòu)；在熱電堆結(jié)構(gòu)上形成正面保護膜；在襯底背面形成掩膜層；采用干法刻蝕，在掩膜層上形成定位刻蝕窗口；采用濕法腐蝕，對定位刻蝕窗口區(qū)域的襯底進(jìn)行刻蝕釋放，形成完全釋放的背腔；采用氣態(tài)氫氟酸去除所述正面保護膜，得到保持完整的熱電堆結(jié)構(gòu)，完成熱電堆的制備。本發(fā)明通過先生長正面保護膜，制備完成背腔后再去除的方式，在具有高選擇性釋放刻蝕的基礎(chǔ)上，保證了熱電堆結(jié)構(gòu)的完整性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紅外探測器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱電堆及其制作方法。

背景技術(shù)

目前紅外探測器廣泛應(yīng)用于民用和軍用領(lǐng)域，而熱電堆紅外探測器是眾多類型紅外探測器中最早發(fā)展的一種。由于其具有可以常溫下工作、響應(yīng)波段寬、制作成本低廉等優(yōu)勢，因此發(fā)展極為迅速，應(yīng)用非常廣泛。在熱電堆紅外探測器的工藝制備中，將其制造工藝與集成電路工藝相兼容是使其形成大規(guī)模探測陣列，提高探測響應(yīng)率，并降低工藝制作成本的主要辦法。

在與集成電路相兼容的工藝中，背腔的大面積硅釋放是至關(guān)重要的一部分，該技術(shù)通過濕法或者干法的方式將襯底硅完全釋放形成空腔，并保持剩余支撐介質(zhì)膜層的完整性。通過大面積硅釋放工藝，硅襯底空腔部分對應(yīng)的膜層結(jié)構(gòu)形成了熱電偶的熱結(jié)區(qū)，剩余的支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)成了熱電偶的冷結(jié)區(qū)。對于體硅的釋放工藝，相較而言濕法方式比干法方式成本更加低廉，適宜大規(guī)模批量生產(chǎn)，然而用于釋放的濕法腐蝕劑四甲基氫氧化銨(TMAH)或者氫氧化鉀(KOH)液都對正面結(jié)構(gòu)中的電極材料(比如金屬A1)具有很強的腐蝕性，因此如何在背腔釋放時保護正面結(jié)構(gòu)從而提高成品率是一個關(guān)鍵的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種熱電堆及其制作方法，以期至少部分地解決上述提及的技術(shù)問題中的至少之一。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

作為本發(fā)明的一個方面，提供一種熱電堆的制作方法，包括如下步驟：

步驟1：在襯底正面形成熱電堆結(jié)構(gòu)；

步驟2：在熱電堆結(jié)構(gòu)上形成正面保護膜；

步驟3：在襯底背面形成掩膜層；

步驟4：采用干法刻蝕，在掩膜層上形成定位刻蝕窗口；

步驟5：采用濕法腐蝕，對定位刻蝕窗口區(qū)域的襯底進(jìn)行刻蝕釋放，形成完全釋放的背腔；

步驟6：采用氣態(tài)氫氟酸去除所述正面保護膜，得到保持完整的熱電堆結(jié)構(gòu)，完成熱電堆的制備。

作為本發(fā)明的另一個方面，還提供一種采用如上述的制作方法制備得到的熱電堆，包括：

襯底，所述襯底包括正面和背面；

熱電堆結(jié)構(gòu)，形成于襯底正面；

背腔，由襯底背面完全釋放形成；

其中，所述熱電堆結(jié)構(gòu)保持完整。

基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：

本發(fā)明采用濕法腐蝕技術(shù)對襯底進(jìn)行刻蝕釋放，形成完全釋放的背腔；在刻蝕釋放之前在紅外吸收層上生長一層正面保護膜保護熱電堆結(jié)構(gòu)；背腔形成后再采用氣態(tài)氫氟酸技術(shù)去除正面保護膜；本發(fā)明通過先生長正面保護膜，制備完成背腔后再去除的方式，在具有高選擇性釋放刻蝕的基礎(chǔ)上，保證了熱電堆結(jié)構(gòu)的完整性；

采用本發(fā)明的制作方法，成本低廉，適宜大規(guī)模批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例熱電堆的制作方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例熱電堆的俯視示意圖；