[發明專利]紅外探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 202010638137.5
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111525023B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 魏斌;翟光杰;翟光強
• 申請（專利權）人: 北京北方高業科技有限公司
• 主分類號: H01L37/02
• 分類號: H01L37/02;H01L27/16;G01J5/12
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 安偉

1.一種紅外探測器，其特征在于，包括：

多個陣列排布的探測器像元，每個所述探測器像元包括電極層，所述電極層上設置有多個陣列排布的圖案化鏤空結構，所述圖案化鏤空結構呈開口圓環狀；

所述紅外探測器的紅外吸收譜段為3微米至30微米波段；

所述探測器像元包括：

集成電路襯底以及位于所述集成電路襯底上依次設置的支撐層、電極層和鈍化層；

所述探測器像元包括至少兩個梁結構，每個所述梁結構分別連接吸收板和微橋柱；

至少兩個所述梁結構中，由所述吸收板向對應的所述微橋柱的梁路徑中，交匯于同一節點的兩條并行梁結構分別為第一半橋結構和第二半橋結構，所述第一半橋結構和所述第二半橋結構構成熱對稱結構；

所述第一半橋結構包括支撐層、電極層和鈍化層，所述第二半橋結構包括支撐層，所述熱對稱結構中的所述第一半橋結構的長度大于所述第二半橋結構的長度，所述熱對稱結構中的所述第一半橋結構與所述第二半橋結構的熱導非平衡差值小于等于20%；

包含有所述熱對稱結構的所述梁結構還包括至少一個連接桿，所述連接桿用于分隔所述熱對稱結構中的所述第一半橋結構和所述第二半橋結構，沿垂直于所述連接桿的方向，所述第一半橋結構和所述第二半橋結構分別位于所述連接桿的兩側，所述連接桿包括支撐層、電極層和鈍化層。

2.根據權利要求1所述的紅外探測器，其特征在于，所述電極層包括塊狀電極結構和梁狀電極結構，所述塊狀電極結構與所述梁狀電極結構電絕緣，所述圖案化鏤空結構設置于所述塊狀電極結構上；

所述探測器像元還包括熱敏層，所述塊狀電極結構與所述熱敏層之間設置有隔離層。

3.根據權利要求1所述的紅外探測器，其特征在于，所述電極層包括第一塊狀電極結構和第二塊狀電極結構，以及第一梁狀電極結構和第二梁狀電極結構；

所述第一塊狀電極結構與所述第一梁狀電極結構連接，所述第二塊狀電極結構與所述第二梁狀電極結構連接，所述第一塊狀電極結構與所述第二塊狀電極結構電絕緣；

所述圖案化鏤空結構設置于所述第一塊狀電極結構和所述第二塊狀電極結構上。

4.根據權利要求2或3所述的紅外探測器，其特征在于，所述探測器像元包括：

集成電路襯底以及位于所述集成電路襯底上依次設置的反射層、支撐層、熱敏層和鈍化層；

所述電極層位于所述熱敏層臨近所述鈍化層的一側，或者所述電極層位于所述熱敏層臨近所述支撐層的一側。

5.根據權利要求4所述的紅外探測器，其特征在于，所述反射層至所述鈍化層之間的腔體構成諧振腔，所述諧振腔的高度大于等于1微米，小于等于2.5微米。

6.根據權利要求1-3任一項所述的紅外探測器，其特征在于，所述電極層的厚度小于等于50納米。

7.根據權利要求1-3任一項所述的紅外探測器，其特征在于，開口圓環狀的所述圖案化鏤空結構的圓環內徑大于等于0.1微米，小于等于1微米，開口圓環狀的所述圖案化鏤空結構的圓環外徑大于等于0.3微米，小于等于2微米，開口圓環狀的所述圖案化鏤空結構的開口尺寸大于等于0.1微米，小于等于1微米。

8.一種紅外探測器制備方法，其特征在于，用于制備如權利要求1-7任一項所述的紅外探測器，所述紅外探測器制備方法包括：

形成整面的電極層；

刻蝕所述電極層形成所述電極層中的塊狀圖案和梁狀圖案，以及形成開口圓環狀的所述圖案化鏤空結構。

9.根據權利要求8所述的紅外探測器制備方法，其特征在于，所述探測器制備方法具體包括：

在集成電路襯底上依次形成反射層、犧牲層、支撐層和熱敏層；

在所述熱敏層上形成整面的電極層；

刻蝕所述電極層形成所述電極層中的塊狀圖案和梁狀圖案，以及形成開口圓環狀的所述圖案化鏤空結構；

在所述電極層上形成鈍化層；

釋放所述犧牲層；或者，

所述探測器制備方法具體包括：

在集成電路襯底上依次形成反射層、犧牲層和支撐層；

在所述支撐層上形成整面的電極層；

刻蝕所述電極層形成所述電極層中的塊狀圖案和梁狀圖案，以及形成開口圓環狀的所述圖案化鏤空結構；

在所述電極層上一側形成熱敏層和鈍化層；

釋放所述犧牲層。