[發(fā)明專利]一種新型多層紅外探測器及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011464304.5
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112563292A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康曉旭;陳壽面;鐘曉蘭
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;尹一凡

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體的技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種新型多層紅外探測器，包括設(shè)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(jié)構(gòu)、支撐及電連接孔在內(nèi)的微橋諧振腔結(jié)構(gòu)，相鄰兩層的像元集合中對應(yīng)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(jié)構(gòu)、支撐及電連接孔、相鄰像元的間隙的投影面重疊。本發(fā)明的多層紅外探測器借助錯開排布，使高層像元中微橋橋面將低層像元中微橋的梁結(jié)構(gòu)、支撐及電連接孔、相鄰像元的間隙覆蓋，增加了對紅外線的吸收面積，提高紅外吸收效率，并在成本可控的前提下提升了產(chǎn)品性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型多層紅外探測器及制備方法。

背景技術(shù)

非制冷式紅外探測器產(chǎn)品的核心結(jié)構(gòu)是微橋諧振腔結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)紅外探測器微橋諧振腔結(jié)構(gòu)單層結(jié)構(gòu)，由于其支撐和電連接孔、梁、相鄰像元的間隙等結(jié)構(gòu)占用的微橋投影面積，其入射紅外線的吸收效率相對較低。有人提出使用多層結(jié)構(gòu)來提升紅外吸收率，但通過傳統(tǒng)疊層方案制造多層結(jié)構(gòu)時，只能提高對從高層微橋透射過去的紅外線的再吸收，并沒有支撐和電連接孔、梁、相鄰像元的間隙等結(jié)構(gòu)占用的面積利用起來，不利于吸收面積的擴(kuò)大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中疊層方案制造多層結(jié)構(gòu)時，只能提高對從高層微橋透射過去的紅外線的再吸收，并沒有支撐和電連接孔、梁、相鄰像元的間隙等結(jié)構(gòu)占用的面積利用起來，不利于吸收面積的擴(kuò)大等缺陷，提供一種新型多層紅外探測器及制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種新型多層紅外探測器，包括設(shè)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(jié)構(gòu)、支撐及電連接孔在內(nèi)的微橋諧振腔結(jié)構(gòu)，相鄰兩層的像元集合中對應(yīng)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(jié)構(gòu)、支撐及電連接孔、相鄰像元的間隙的投影面重疊。

進(jìn)一步，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(yīng)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。

進(jìn)一步，每個所述低層像元的投影面中心點(diǎn)與同所述低層像元位置相對應(yīng)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(diǎn)位于同一直線上。

進(jìn)一步，在帶讀取電路的所述襯底上設(shè)置有兩層陣列排布的像元集合，第一層設(shè)置有2*2個像元，分別標(biāo)記為A1、A2、A3、A4，第二層設(shè)置有3*3個像元，分別標(biāo)記為B1、B2…B9，則第一層像元集合對應(yīng)的陣列被擴(kuò)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。

進(jìn)一步，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(yīng)的低層像元的電極層連接，以實(shí)現(xiàn)與襯底電連接。

進(jìn)一步，每層所述像元集合中的像元由下至上分別設(shè)置有敏感層、電極層、釋放保護(hù)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。