[發明專利]一種熱電堆紅外探測器及其制作方法

在審

• 申請號: 202011506956.0
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112670397A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 劉瑞文;孔延梅;云世昌;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯網研究發展中心
• 主分類號: H01L35/32
• 分類號: H01L35/32;H01L35/34;H01L35/10;G01J5/12
• 代理公司: 北京知迪知識產權代理有限公司 11628
• 代理人: 王勝利

1.一種熱電堆紅外探測器，其特征在于，所述熱電堆紅外探測器包括熱電堆結構，以及位于所述熱電堆結構第一側的基底和背腔；其中，所述基底位于所述熱電堆紅外探測器的冷端，所述背腔位于熱電堆紅外探測器的熱端；

所述熱電堆結構包括支撐層，以及形成在支撐層上的多層熱電偶結構；其中，每層熱電偶結構均包括熱電偶層以及至少覆蓋所述熱電偶層的介質層；

所述熱電堆結構還包括互連金屬結構，所述互連金屬結構用于將所述多層熱電偶結構進行互連，并形成焊盤。

2.根據權利要求1所述的熱電堆紅外探測器，其特征在于，沿所述熱電堆結構的第一側至第二側的方向，各層所述熱電偶結構中的熱電偶層的中心線位于同一直線上，且各層所述熱電偶結構中的熱電偶層的寬度逐漸降低。

3.根據權利要求2所述的熱電堆紅外探測器，其特征在于，所述多層熱電偶結構還包括，貫穿所述多層熱電偶結構中至少一層介質層的多個接觸孔；

所述互連金屬結構包括形成在所述多個接觸孔內，以及形成在所述多層熱電偶結構中頂層熱電偶結構介質層上的互連金屬線；

每層所述熱電偶結構中的所述熱電偶層，均通過所述互連金屬線與相鄰熱電偶結構中的熱電偶層相連接；

和/或，

所述互連金屬線的材質為鋁、銅化鋁、鋁硅銅、金或鉑；

和/或，

所述互連金屬線的厚度為0.3μm-2μm。

4.根據權利要求3所述的熱電堆紅外探測器，其特征在于，所述互連金屬結構還包括：覆蓋所述互連金屬線，和頂層熱電堆結構中介質層的鈍化層；

在所述熱電堆紅外探測器的冷端，與所述多層熱電偶結構中的底層熱電堆結構中熱電偶層，和頂層熱電堆結構中熱電偶層電連接的所述互連金屬線位于所述介質層的部分裸露于鈍化層，以形成所述焊盤；

和/或，

所述鈍化層為氧化硅層、氮化硅層或氮氧化硅層中的一層或多層。

5.根據權利要求1-4任一項所述的熱電堆紅外探測器，其特征在于，所述支撐層為氧化硅層、氮化硅層或氮氧化硅層中的一層或多層；

和/或，

所述支撐層的厚度為0.3μm-3μm。

6.根據權利要求1-4任一項所述的熱電堆紅外探測器，其特征在于，所述多層熱電偶結構中的介質層均為氧化硅層、氮化硅層或氮氧化硅層中的一層或多層；

和/或，

所述支撐層的厚度為0.3μm-3μm。

7.根據權利要求1-4任一項所述的熱電堆紅外探測器，其特征在于，所述多層熱電偶結構中熱電偶層的材質為P型多晶硅材料和N型多晶硅材料或P型多晶硅材料和鋁材料；

和/或，

所述多層熱電偶結構中熱電偶層的厚度為0.2μm-2μm。

8.一種熱電堆紅外探測器的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基底材料層；

在所述基底材料層上形成自下而上層疊設置的支撐層和多層熱電偶結構，其中，每層熱電偶結構均包括熱電偶層以及至少覆蓋所述熱電偶層的介質層；

在所述多層熱電偶結構上形成互連金屬結構，所述互連金屬結構用于將所述多層熱電偶結構進行互連后，形成焊盤；

去除位于所述基底材料層第一端的部分基底材料層，形成基底和背腔，得到熱電堆紅外探測器；其中，所述基底位于所述熱電堆紅外探測器的冷端，所述背腔位于熱電堆紅外探測器的熱端。