[發(fā)明專利]紅外探測器像素結(jié)構(gòu)和紅外探測器

有效

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• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN113328001B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟光杰;潘輝;武佩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方高業(yè)科技有限公司
• 主分類號: G01J5/20
• 分類號: G01J5/20;G01J5/24
• 代理公司: 北京開陽星知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11710
• 代理人: 安偉

本公開涉及一種紅外探測器像素結(jié)構(gòu)和紅外探測器，紅外探測器像素結(jié)構(gòu)包括：襯底以及位于襯底上依次設(shè)置的第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層；第一結(jié)構(gòu)層包括至少兩個(gè)梁結(jié)構(gòu)，每個(gè)梁結(jié)構(gòu)分別連接中間支撐結(jié)構(gòu)和微橋柱，由中間支撐結(jié)構(gòu)向?qū)?yīng)的微橋柱的梁路徑中，交匯于同一節(jié)點(diǎn)的兩條并行梁結(jié)構(gòu)分別為第一半橋結(jié)構(gòu)和第二半橋結(jié)構(gòu)，第一半橋結(jié)構(gòu)和第二半橋結(jié)構(gòu)形成熱對稱結(jié)構(gòu)；其中，第一半橋結(jié)構(gòu)的長度大于第二半橋結(jié)構(gòu)的長度，沿垂直于襯底的方向，第一半橋結(jié)構(gòu)的厚度大于第二半橋結(jié)構(gòu)的厚度；第一結(jié)構(gòu)層包括第一電極層，第二結(jié)構(gòu)層包括第二電極層和熱敏層，第二電極層通過第一電極層電連接至微橋柱。該紅外探測器像素結(jié)構(gòu)能夠提高紅外探測器的NETD性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及紅外探測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外探測器像素結(jié)構(gòu)和紅外探測器。

背景技術(shù)

紅外探測器的工作原理是將接收到的紅外輻射信號轉(zhuǎn)換成熱信號，再將熱信號轉(zhuǎn)換為電信號，并對電信號進(jìn)行處理后輸出。溫度分辨率或靈敏度通常又會被稱作噪聲等效溫差(Noise Equivalent Temperature Difference，NETD)，是紅外探測器能夠檢測到的高于其背景噪聲的最小溫度差，是衡量紅外探測器性能的一個(gè)重要參數(shù)。

目前的紅外探測器中，梁結(jié)構(gòu)會影響熱敏層的尺寸，熱敏層的面積較小，紅外探測器像素結(jié)構(gòu)的輻射吸收量較低，導(dǎo)致紅外探測器的NETD性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題或者至少部分地解決上述技術(shù)問題，本公開提供了一種紅外探測器像素結(jié)構(gòu)和紅外探測器，能夠提高紅外探測器的NETD性能。

第一方面，本公開實(shí)施例提供了一種紅外探測器像素結(jié)構(gòu)，包括：

襯底以及位于所述襯底上依次設(shè)置的第一結(jié)構(gòu)層和第二結(jié)構(gòu)層；

所述第一結(jié)構(gòu)層包括至少兩個(gè)梁結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述梁結(jié)構(gòu)分別連接中間支撐結(jié)構(gòu)和微橋柱，至少兩個(gè)所述梁結(jié)構(gòu)中，由所述中間支撐結(jié)構(gòu)向?qū)?yīng)的所述微橋柱的梁路徑中，交匯于同一節(jié)點(diǎn)的兩條并行梁結(jié)構(gòu)分別為第一半橋結(jié)構(gòu)和第二半橋結(jié)構(gòu)，所述第一半橋結(jié)構(gòu)和所述第二半橋結(jié)構(gòu)形成熱對稱結(jié)構(gòu)；其中，所述第一半橋結(jié)構(gòu)的長度大于所述第二半橋結(jié)構(gòu)的長度，沿垂直于所述襯底的方向，所述第一半橋結(jié)構(gòu)的厚度大于所述第二半橋結(jié)構(gòu)的厚度；

所述第一結(jié)構(gòu)層包括第一電極層，所述第二結(jié)構(gòu)層包括第二電極層和熱敏層，所述第二電極層通過所述第一電極層電連接至所述微橋柱。

可選地，所述第一結(jié)構(gòu)層與所述襯底之間的第一犧牲層和所述第二結(jié)構(gòu)層與所述第一結(jié)構(gòu)層之間的第二犧牲層中，至少構(gòu)成所述第一犧牲層的材料包括氧化硅。

可選地，至少兩個(gè)所述梁結(jié)構(gòu)包括臨近所述襯底一側(cè)設(shè)置的第一支撐層，構(gòu)成所述第一支撐層的材料包括氧化鋁、非晶碳、非晶硅、非晶鍺或者非晶硅鍺中的至少一種。

可選地，所述第一半橋結(jié)構(gòu)包括第一支撐層、所述第一電極層和第一鈍化層，所述第二半橋結(jié)構(gòu)包括所述第一支撐層。

可選地，所述第一半橋結(jié)構(gòu)包括第一支撐層和所述第一電極層，所述第二半橋結(jié)構(gòu)包括所述第一支撐層。

可選地，包含有所述熱對稱結(jié)構(gòu)的所述梁結(jié)構(gòu)還包括至少一個(gè)連接桿，所述連接桿用于分隔所述熱對稱結(jié)構(gòu)中的所述第一半橋結(jié)構(gòu)和所述第二半橋結(jié)構(gòu)；

沿垂直于所述連接桿的方向，所述第一半橋結(jié)構(gòu)和所述第二半橋結(jié)構(gòu)分別位于所述連接桿的兩側(cè)。

可選地，所述第二電極層位于所述熱敏層臨近所述襯底的一側(cè)，所述熱敏層與所述第二電極層接觸設(shè)置；或者，所述第二電極層位于所述熱敏層遠(yuǎn)離所述襯底的一側(cè)，所述熱敏層與所述第二電極層之間設(shè)置有介質(zhì)層。

可選地，所述第二結(jié)構(gòu)層還包括第二支撐層和第二鈍化層，所述第二電極層和所述熱敏層位于所述第二支撐層和所述第二鈍化層之間，所述第二支撐層位于所述第二鈍化層臨近所述襯底的一側(cè)；