[發明專利]基于半導體CMOS工藝的紅外傳感器芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 202111111215.7
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113555471B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 劉偉;郭得福;段程鵬;王鵬;歐秦偉
• 申請（專利權）人: 西安中科立德紅外科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/09;G01J5/20;G01J1/42
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 孟秀娟;黃健

1.一種基于半導體CMOS工藝的紅外傳感器芯片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

提供基底，所述基底上具有第一犧牲層；

形成梁結構和微橋結構，所述微橋結構包括橋面以及與橋面連接的橋梁，其中，所述橋梁位于所述第一犧牲層內，并與所述基底內的電路電連接，所述橋面設置在所述第一犧牲層上，并與所述梁結構連接，所述梁結構內具有間隙；

形成覆蓋所述梁結構和所述微橋結構的第二犧牲層；

去除所述第一犧牲層和所述第二犧牲層；

其中，去除所述第一犧牲層和所述第二犧牲層的步驟中，包括：

圖形化所述第二犧牲層，以在所述第二犧牲層內形成刻蝕孔；

向所述刻蝕孔內通過刻蝕氣體，以去除所述第一犧牲層和所述第二犧牲層；

其中，圖形化所述第二犧牲層的步驟中，包括：

在所述第二犧牲層上形成第一掩膜層；

圖形化所述第一掩膜層，以在所述第一掩膜層內形成第一開口，所述第一開口暴露出微橋結構；

去除暴露在所述第一開口內的部分厚度的第二犧牲層，以在所述第二犧牲層內形成第一凹槽；

去除所述第一掩膜層；

在所述第一凹槽內形成第二掩膜層，所述第二掩膜層延伸至所述第一凹槽外，并覆蓋在所述第二犧牲層上；

圖形化所述第二掩膜層，以在所述第二掩膜層內形成至少三個第二開口，三個所述第二開口分別暴露出所述間隙、所述梁結構和所述微橋結構之間的區域以及所述橋梁所圍成的區域的部分；

去除暴露在所述第二開口內的所述第二犧牲層，以在所述第二犧牲層內形成刻蝕孔，所述刻蝕孔與所述第二開口一一對應，且所述刻蝕孔未暴露出所述微橋結構和所述梁結構的側面。

2.根據權利要求1所述的基于半導體CMOS工藝的紅外傳感器芯片的制備方法，其特征在于，所述刻蝕孔的內壁與所述梁結構靠近該所述刻蝕孔之間距離大于0.05um。

3.根據權利要求1所述的基于半導體CMOS工藝的紅外傳感器芯片的制備方法，其特征在于，所述第一凹槽的深度占所述第二犧牲層的厚度1/3-1/2。

4.根據權利要求1-3任一項所述的基于半導體CMOS工藝的紅外傳感器芯片的制備方法，其特征在于，去除暴露在所述第二開口內的所述第二犧牲層的步驟之后，在去除所述第一犧牲層和所述第二犧牲層的步驟之前，所述制備方法還包括：

去除所述第二掩膜層。

5.根據權利要求1-3任一項所述的基于半導體CMOS工藝的紅外傳感器芯片的制備方法，其特征在于，提供基底，所述基底上具有第一犧牲層的步驟中，包括：

在所述基底上形成介質層；

圖形化所述介質層，以在所述介質層內形成多個通孔；

在每個所述通孔內形成互連結構。

6.根據權利要求5所述的基于半導體CMOS工藝的紅外傳感器芯片的制備方法，其特征在于，形成梁結構和微橋結構的步驟中包括：

在所述第一犧牲層內形成多個連接孔，每個所述連接孔暴露出一個所述互連結構；

在所述連接孔的側壁上形成第一初始保護層，所述第一初始保護層延伸至所述連接孔外，并覆蓋在所述第一犧牲層上；

在所述第一初始保護層上形成紅外吸收層，所述紅外吸收層覆蓋部分所述第一初始保護層，所述紅外吸收層在所述連接孔內形成中間孔；

形成覆蓋所述中間孔的底壁、所述紅外吸收層和第一初始保護層的初始電極層；

去除部分初始電極層，被保留下來的所述初始電極層構成電極層；

在所述電極層上形成第二初始保護層，所述第二初始保護層還覆蓋在暴露出來的第一初始保護層和所述紅外吸收層；

圖形化位于所述第一犧牲層上的所述第一初始保護層和第二初始保護層，被保留下來的所述第一初始保護層構成第一保護層，被保留下來的所述第二初始保護層構成第二保護層，其中，位于第一區域內的依次層疊設置的第一保護層、電極層和第二保護層構成梁結構，位于第二區域內的依次層疊設置的第一保護層、紅外吸收層、電極層以及第二保護層構成微橋結構。