防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)及其制備方法，包括位于一硅襯底上，其具有紅外探測結(jié)構(gòu)，位于紅外探測結(jié)構(gòu)下方的硅襯底表面具有底部反射層，底部反射層的邊緣具有凸起；底部反射層用來反射入射光，凸起用來反射進(jìn)入到像元結(jié)構(gòu)側(cè)面的入射光，從而有效的避免入射光進(jìn)入其它像元結(jié)構(gòu)中而引起像元之間的串?dāng)_。
【專利說明】
防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防串?dāng)_紅外探測器像元結(jié)構(gòu)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外探測器是將入射的紅外輻射信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵龅钠骷淅脽崦粼z測物體的存在或移動，探測器手機(jī)外界的紅外輻射進(jìn)而聚集到紅外傳感器上，紅外傳感器采用熱敏元件，熱敏元件在接受了紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會輸出信號，將其轉(zhuǎn)換為電信號，然后對電信號進(jìn)行波形分析。傳統(tǒng)紅外探測器像元結(jié)構(gòu)中僅使用一種類型熱敏電阻，通常是負(fù)溫度系數(shù)的非晶硅或者氧化釩，并通過電路將其變化的信號放大輸出。
[0003]通常紅外探測器中具有多個(gè)像元陣列，而像元陣列之間會產(chǎn)生串?dāng)_，影響紅外探測器的準(zhǔn)確性和靈敏度。
[0004]因此，需要對紅外探測器的像元之間的串?dāng)_問題進(jìn)行防治，從而提高紅外探測器的探測準(zhǔn)確性和靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服以上問題，本發(fā)明旨在提供一種防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)及其制備方法，利用底部反射層邊緣的凸起來將入射到凸起的入射光反射回紅外探測結(jié)構(gòu)上。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，位于一硅襯底上，其具有紅外探測結(jié)構(gòu)，位于所述紅外探測結(jié)構(gòu)下方的所述硅襯底表面具有底部反射層，底部反射層的邊緣具有凸起。
[0007]優(yōu)選地，所述底部反射層具有主體和邊緣，所述凸起作為所述底部反射層的邊緣封閉環(huán)繞所述主體。
[0008]優(yōu)選地，所述紅外探測結(jié)構(gòu)兩端下方連接有導(dǎo)電支撐柱，所述底部反射層的凸起的側(cè)壁與所述導(dǎo)電支撐柱的側(cè)壁之間具有間距。
[0009]優(yōu)選地，所述凸起的頂部低于所述導(dǎo)電支撐柱的頂部。
[0010]優(yōu)選地，所述凸起的頂部低于所述導(dǎo)電支撐柱的頂部，且二者的差值大于零且小于lOOOnm。
[0011]優(yōu)選地，所述凸起頂部不接觸所述紅外探測結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地，所述凸起頂部與所述紅外探測結(jié)構(gòu)底部的距離大于零且小于lOOOnm。
[0013]優(yōu)選地，所述凸起呈中心對稱圖形。
[0014]優(yōu)選地，所述底部反射層的凸起位于所述紅外探測結(jié)構(gòu)邊緣下方之外，所述紅外探測結(jié)構(gòu)在底部反射層的投影的輪廓被所述凸起包圍。
[0015]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種上述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)的制備方法，其包括:
[0016]步驟01:在硅襯底表面制備具有凸起的底部反射層；
[0017]步驟02:在完成所述步驟01的硅襯底上形成犧牲層；
[0018]步驟03:在犧牲層上形成紅外探測結(jié)構(gòu)；
[0019]步驟04:進(jìn)行釋放工藝去除所述犧牲層，從而使所述紅外探測結(jié)構(gòu)與所述底部反射層之間形成空腔。
[0020]本發(fā)明的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)及其制備方法，利用底部反射層來反射入射到凸起上的入射光，底部反射層同時(shí)反射入射到底部反射層上的入射光，從而有效的避免入射光進(jìn)入其它像元結(jié)構(gòu)中而引起像元之間的串?dāng)_。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)的俯視示意圖
[0022]圖2為圖1的結(jié)構(gòu)中底部反射層與紅外探測結(jié)構(gòu)的關(guān)系示意圖
[0023]圖3為圖1的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)的左視剖面結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖4為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)的制備方法的流程示意圖
[0025]圖5?11為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)的各制備步驟所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0027]本發(fā)明的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，位于一硅襯底上，其具有紅外探測結(jié)構(gòu)，位于紅外探測結(jié)構(gòu)下方的硅襯底表面具有底部反射層，底部反射層的邊緣具有凸起，底部反射層用來反射入射光，凸起用來反射進(jìn)入到像元結(jié)構(gòu)側(cè)面的入射光，從而避免入射光進(jìn)入其它像元中，有效地起到了像元之間防串?dāng)_的作用。
[0028]以下結(jié)合附圖1?11和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達(dá)到輔助說明本實(shí)施例的目的。
[0029]本實(shí)施例中，請參閱圖1?3，防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，位于一硅襯底00上，其具有紅外探測結(jié)構(gòu)03，位于紅外探測結(jié)構(gòu)03下方的硅襯底00表面具有底部反射層01，底部反射層01的邊緣具有凸起T;紅外探測結(jié)構(gòu)03兩端下方連接有導(dǎo)電支撐柱02，這里，底部反射層01的凸起T的側(cè)壁與導(dǎo)電支撐柱02的側(cè)壁之間具有一定的間距；凸起T的頂部低于導(dǎo)電支撐柱02的頂部，較佳的，凸起T的頂部低于導(dǎo)電支撐柱02的頂部，且二者的差值大于零且小于100nm;此外，當(dāng)?shù)撞糠瓷鋵?1的材料為導(dǎo)電材料，例如金屬，凸起T頂部不接觸紅外探測結(jié)構(gòu)03，較佳的，凸起T頂部與紅外探測結(jié)構(gòu)03底部的距離大于零且小于100nm;如圖2中所示，底部反射層01具有主體011和邊緣，凸起T作為底部反射層01的邊緣封閉環(huán)繞主體；這里，凸起T呈中心對稱圖形，對稱的圖形可以均勻的有效的反射入射光，避免入射光入射到凸起的外圍區(qū)域;較佳的，底部反射層01的凸起T位于紅外探測結(jié)構(gòu)03邊緣下方之外，紅外探測結(jié)構(gòu)03在底部反射層01的投影的輪廓被凸起T包圍，圖2中虛線所示為紅外探測結(jié)構(gòu)，圖2中為了表達(dá)清楚紅外探測結(jié)構(gòu)與底部反射層的關(guān)系，將紅外探測結(jié)構(gòu)用虛線表示。凸起T作為底部反射層Ol的邊緣與底部反射層Ol可以為一體的，二者材料相同，可以為鋁、銅等金屬。如圖3所示，這里的紅外探測結(jié)構(gòu)03具有紅外敏感材料層031和電極層032，電極層032與導(dǎo)電支撐柱02相接觸連接。硅襯底00中還具有互連層，導(dǎo)電支撐柱02與互連層相接觸連接，從而使紅外探測結(jié)構(gòu)03探測的電信號通過電極層032、導(dǎo)電支撐柱02進(jìn)入互連層，經(jīng)互連層傳輸?shù)酵獠侩娐?。此外，紅外探測結(jié)構(gòu)03下方還可以具有下釋放保護(hù)層，上方還可以具有上釋放保護(hù)層，紅外探測結(jié)構(gòu)03還可以具有釋放孔。
[0030]本實(shí)施例中還提供了一種上述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)的制備方法，請參閱圖4，其包括:
[0031 ]步驟OI:在硅襯底表面制備具有凸起的底部反射層；
[0032]具體的，
[0033]首先，在硅襯底表面沉積底部反射層材料；
[0034]如圖5所示，可以但不限于采用氣相沉積法在硅襯底00表面沉積底部反射層材料Mo需要說明的是，后續(xù)底部反射層材料刻蝕為兩部分:一部分為底部反射層，另一部分為導(dǎo)電支撐柱，因此，本實(shí)施例中的底部反射層材料為具有導(dǎo)電性的底部反射層材料。
[0035]然后，刻蝕底部反射層材料，從而形成邊緣具有凸起的底部反射層；
[0036]這里，首先，如圖6所示，刻蝕底部反射層材料M，在底部反射層材料M中形成導(dǎo)電支撐柱02和初始底部反射層01’；然后，如圖7所示，只針對初始底部反射層01’頂部刻蝕，使底部反射層01’頂部低于導(dǎo)電支撐柱02頂部；最后，如圖8所示，在初始底部反射層01’中刻蝕出大溝槽，大溝槽周圍被剩余的初始底部反射層環(huán)繞，該剩余的初始底部反射層即為底部反射層邊緣的凸起T，大溝槽底部的初始底部反射層01’即為底部反射層01。
[0037]步驟02:在完成步驟01的硅襯底上形成犧牲層；
[0038]具體的，如圖9所示，可以但不限于采用化學(xué)氣相沉積法來沉積犧牲層X，并且平坦化犧牲層X的表面;犧牲層X的材料可以為非晶硅、氧化硅或有機(jī)物。
[0039]步驟03:在犧牲層上形成紅外探測結(jié)構(gòu)；
[0040]具體的，如圖10所示，可以首先形成紅外敏感材料層031，然后在紅外敏感材料層031上形成電極層032，電極層032與導(dǎo)電支撐柱02頂部接觸連接。紅外探測結(jié)構(gòu)03中還可以具有釋放孔，用于后續(xù)的釋放工藝釋放出犧牲層X。
[0041]步驟04:進(jìn)行釋放工藝去除犧牲層，從而使紅外探測結(jié)構(gòu)與底部反射層之間形成空腔。
[0042]具體的，如圖11所示，進(jìn)行釋放工藝去除犧牲層X，從而使紅外探測結(jié)構(gòu)03與底部反射層01之間形成空腔;這里，當(dāng)犧牲層X的材料為非晶硅時(shí)，則采用XeF2作為釋放氣體，將犧牲層X去除，此時(shí)，上釋放保護(hù)層和下釋放保護(hù)層的材料為二氧化硅和鋁的復(fù)合材料。當(dāng)犧牲層X材料為氧化硅時(shí)，可以采用氣態(tài)氟化氫作為釋放氣體，將全部的犧牲層X去除，此時(shí)，上釋放保護(hù)層和下釋放保護(hù)層的材料為氮化硅、或硅等。當(dāng)犧牲層X為有機(jī)物時(shí)，例如光刻膠，聚酰亞胺，可以采用O2作為釋放氣體，將全部的犧牲層X去除，此時(shí)，上釋放保護(hù)層和下釋放保護(hù)層的材料為所有無機(jī)物材料。
[0043]需要說明的是，在上述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)的制備方法中，制備邊緣具有凸起的底部反射層的方法還可以包括:首先，在硅襯底表面沉積一層底部反射層，然后，在底部反射層上沉積一層犧牲層材料，再刻蝕犧牲層材料，在犧牲層材料中刻蝕出凸起的圖案，然后在凸起的圖案中沉積底部反射層材料，從而形成具有凸起的底部反射層;該犧牲層材料可以在后續(xù)的釋放工藝中取去除。
[0044]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述實(shí)施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，位于一硅襯底上，其具有紅外探測結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于所述紅外探測結(jié)構(gòu)下方的所述硅襯底表面具有底部反射層，底部反射層的邊緣具有凸起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底部反射層具有主體和邊緣，所述凸起作為所述底部反射層的邊緣封閉環(huán)繞所述主體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述紅外探測結(jié)構(gòu)兩端下方連接有導(dǎo)電支撐柱，所述底部反射層的凸起的側(cè)壁與所述導(dǎo)電支撐柱的側(cè)壁之間具有間距。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起的頂部低于所述導(dǎo)電支撐柱的頂部。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起的頂部低于所述導(dǎo)電支撐柱的頂部，且二者的差值大于零且小于lOOOnm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起頂部不接觸所述紅外探測結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起頂部與所述紅外探測結(jié)構(gòu)底部的距離大于零且小于lOOOnm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起呈中心對稱圖形。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底部反射層的凸起位于所述紅外探測結(jié)構(gòu)邊緣下方之外，所述紅外探測結(jié)構(gòu)在底部反射層的投影的輪廓被所述凸起包圍。10.—種權(quán)利要求1所述的防串?dāng)_的紅外探測器像元結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括: 步驟OI:在硅襯底表面制備具有凸起的底部反射層； 步驟02:在完成所述步驟OI的硅襯底上形成犧牲層； 步驟03:在犧牲層上形成紅外探測結(jié)構(gòu)； 步驟04:進(jìn)行釋放工藝去除所述犧牲層，從而使所述紅外探測結(jié)構(gòu)與所述底部反射層之間形成空腔。
【文檔編號】B81B7/02GK106006540SQ201610480948
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】康曉旭
【申請人】上海集成電路研發(fā)中心有限公司