[發明專利]紅外MEMS橋梁柱結構及工藝方法

在審

• 申請號: 202010893737.6
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112047294A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 劉善善;朱黎敏
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦健

1.一種紅外MEMS的橋梁柱結構，其特征在于：所述橋梁柱結構形成與半導體襯底之上，其結構包括第一釋放保護層、金屬介質層以及第二釋放保護層；

所述第一釋放保護層為氧化硅層；

所述第二釋放保護層為四層結構，從下至上依次為氮氧化硅與氧化硅的混合層、氧化硅層、氮氧化硅層、氧化硅層；

所述金屬介質層為三層結構，從下至上依次為Ti、TiN以及Ti層，即兩層Ti金屬層夾著TiN形成三明治結構。

2.根據權利要求1所述的紅外MEMS的橋梁柱結構，其特征在于：在所述橋梁柱結構以外的區域，還具有由其他多種膜層形成的MEMS結構，在橋梁柱結構區域以外的層次包括襯底、金屬反射層、介質層、釋放層、第一釋放保護層、感光敏感層、金屬電極、DARC層以及第二釋放保護層；

所述第一釋放保護層沉積于釋放層之上，并一起位于介質層之上；

所述感光敏感層沉積于第一釋放保護層之上；

所述DARC層淀積于金屬電極上之上；

所述第二釋放保護層沉積于DARC層之上。

3.根據權利要求1所述的紅外MEMS的橋梁柱結構，其特征在于：所述的襯底為硅襯底，是用來讀取紅外傳感信號的電路基片。

4.根據權利要求2所述的紅外MEMS的橋梁柱結構，其特征在于：所述的金屬反射層為高反射率的金屬薄膜，材料為金、銀、鋁或者銅，或者是其中幾種材料混合體。

5.根據權利要求2所述的紅外MEMS的橋梁柱結構，其特征在于：所述的介質層、第一釋放保護層、DARC層，均是電性絕緣層，材料為二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和碳化硅中的一種或幾種；或者非化學計量比的氮化硅、氮氧化硅的一種或者幾種；所述碳化硅可替換氧化硅。

6.根據權利要求2所述的紅外MEMS的橋梁柱結構，其特征在于：所述的感光敏感層材料，為紅外吸收的非晶硅材料。

7.根據權利要求2所述的紅外MEMS的橋梁柱結構，其特征在于：所述的金屬電極，材料為Ti/TiN結構的金屬薄膜。

8.根據權利要求2所述的紅外MEMS的橋梁柱結構，其特征在于：還包括支撐孔區域。

9.一種紅外MEMS的橋梁柱結構的工藝方法，其特征在于：所述方法包含：

步驟一，提供一半導體基片，在所述半導體基片上沉積一層非晶硅薄膜；

步驟二，在所述半導體基片上整體依次淀積Ti、TiN以及Ti層，形成金屬介質層，再淀積一層DARC膜層；

步驟三，通過光刻膠定義出橋梁柱刻蝕區；

步驟四，通過圖案化的光刻膠的遮蔽向下對DARC膜層進行刻蝕；

步驟五，去除光刻膠；

步驟六，繼續向下對Ti、TiN以及Ti層進行刻蝕，直到露出非晶硅薄膜層。

10.根據權利要求9所述的紅外MEMS橋梁柱結構的工藝方法，其特征在于：所述的半導體基片為用來讀取紅外傳感信號的電路基片。

11.根據權利要求10所述的紅外MEMS橋梁柱結構的工藝方法，其特征在于：所述的半導體基片為硅襯底。

12.根據權利要求9所述的紅外MEMS橋梁柱結構的工藝方法，其特征在于：所述橋梁柱結構包含第一釋放保護層、金屬介質層及第二釋放保護層。

13.根據權利要求12所述的紅外MEMS橋梁柱結構的工藝方法，其特征在于：所述第一釋放保護層為氧化硅層，所述第二釋放保護層為氮氧化硅與氧化硅的混合層、氧化硅層、氮氧化硅層、氧化硅層所形成的復合層。