[發(fā)明專利]一種新型多層紅外探測器及制備方法

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• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112563292A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 康曉旭;陳壽面;鐘曉蘭
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;H01L27/146;H01L31/09
• 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;尹一凡

1.一種新型多層紅外探測器，其特征在于：包括設置在帶讀取電路的襯底上的多層陣列排布的像元集合，每個像元均包括含微橋橋面、梁結構、支撐及電連接孔在內的微橋諧振腔結構，相鄰兩層的像元集合中對應的高層像元與低層像元均相互錯開排布，且高層像元中微橋橋面的投影面與低層像元中的梁結構、支撐及電連接孔、相鄰像元的間隙的投影面重疊。

2.根據權利要求1所述的新型多層紅外探測器，其特征在于：每個所述低層像元的投影面與同所述低層像元位置相對應的上層相鄰兩行或兩列的四個高層像元的投影面均部分重疊。

3.根據權利要求2所述的新型多層紅外探測器，其特征在于：每個所述低層像元的投影面中心點與同所述低層像元位置相對應的上層相鄰兩行或兩列的四個高層像元的投影面組成的整體圖像的中心點位于同一直線上。

4.根據權利要求3所述的新型多層紅外探測器，其特征在于：在帶讀取電路的所述襯底上設置有兩層陣列排布的像元集合，第一層設置有2*2個像元，分別標記為A1、A2、A3、A4，第二層設置有3*3個像元，分別標記為B1、B2…B9，則第一層像元集合對應的陣列被擴充后形成的陣列為4*4陣列，即(A1+B1)/4、(A1+B2)/4、(A2+B2)/4、(A2+B3)/4；(A1+B4)/4、(A1+B5)/4、(A2+B5)/4、(A2+B6)/4；(A3+B4)/4、(A3+B5)/4、(A4+B5)/4、(A4+B6)/4；(A3+B7)/4、(A3+B8)/4、(A4+B8)/4、(A4+B9)/4，其中，(A1+B1)/4表示像元A1中與像元B1重疊的四分之一投影面，依次類推，直至(A4+B9)/4。

5.根據權利要求3所述的新型多層紅外探測器，其特征在于：相鄰兩層的所述像元集合中的高層像元集合將低層像元集合全部覆蓋，將高層像元集合分成周邊非重疊區(qū)和中心重疊區(qū)，處于周邊非重疊區(qū)的高層像元通過支撐及電連接孔與襯底連接，處于中心重疊區(qū)的高層像元通過支撐及電連接孔與對應的低層像元的電極層連接，以實現(xiàn)與襯底電連接。

6.根據權利要求5所述的新型多層紅外探測器，其特征在于：每層所述像元集合中的像元由下至上分別設置有敏感層、電極層、釋放保護層和吸收層，所述電極層位于敏感層之上，覆蓋于每個像元表面，具有圖形；同時，處于中心重疊區(qū)的高層像元，由電極圖形定義的敏感層電阻通過兩個支撐及電連接孔分別連接到相鄰的兩個低層像元的電極層上，

處于周邊非重疊區(qū)的高層像元，其中一個支撐及電連接孔的深度大于另一個，由電極圖形定義的敏感層電阻通過深度大的支撐及電連接孔與襯底電連接，通過深度小的支撐及電連接孔連接到相鄰的低層像元的電極層上。

7.根據權利要求6所述的新型多層紅外探測器，其特征在于：與位于所述中心重疊區(qū)的高層像元的兩個支撐及電連接孔分別連接的兩個低層像元位于所述高層像元對角位置的正下方。

8.一種如權利要求1所述的新型多層紅外探測器的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、在帶有讀取電路的襯底上，制作M*N陣列排布的多個微橋諧振腔結構，形成第一層像元集合；

步驟二、在所述第一層像元集合上繼續(xù)制作(M+1)*(N+1)陣列排布的多個微橋諧振腔結構，形成第二層像元集合，所述第二層像元集合將第一層像元集合完全覆蓋且兩兩對應錯開排布，在所述第二層像元集合中，每個像元的微橋諧振腔結構均包括設置在對角位置的兩個支撐及電連接孔，

對于處于中心重疊區(qū)的第二層像元，其兩個支撐及電連接孔的底部分別與其正下方第一層像元集合中兩個相鄰像元的中心附近位置接觸，且與所述兩個相鄰像元的微橋諧振腔結構中的電極層相連；

對于處于周邊非重疊區(qū)的第二層像元，其中一個支撐及電連接孔的深度大于另一個，深度小的支撐及電連接孔的底部與其正下方第一層像元集合中對應像元的中心附近位置接觸，且與所述對應像元的微橋諧振腔結構中的電極層連接；深度大的支撐及電連接孔的底部與襯底連接；

步驟三、重復步驟一至二，相鄰兩層的像元集合中高層陣列排布的行數和列數均比低層陣列排布的行數和列數多一，直至完成所有層像元集合的制作。