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包括升起的電連接墊的、用于檢測電磁輻射的裝置的制作方法

文檔序號:11404868閱讀:205來源:國知局
包括升起的電連接墊的、用于檢測電磁輻射的裝置的制造方法

本發(fā)明的領(lǐng)域是用于檢測電磁輻射、特別是紅外或太赫茲輻射的裝置的領(lǐng)域,所述裝置包括升起在包含讀出電路的襯底之上的電連接墊。本發(fā)明尤其適用于紅外熱成像和成像領(lǐng)域。



背景技術(shù):

用于檢測電磁輻射、例如紅外或太赫茲輻射的裝置通常包括稱之為基本熱檢測器的檢測器矩陣陣列,每個檢測器都包括能夠吸收待檢測電磁輻射的部分。

為了確保檢測器熱絕緣的目標,所述部分通常采取膜的形式,所述膜通過錨定柱懸置在襯底之上并且通過熱絕緣臂與襯底熱絕緣。由于這些錨定柱和絕緣臂用于將懸置膜電連接到通常放置在襯底中的讀出電路,所以它們還具有電功能。

讀出電路通常采取cmos電路的形式。它允許將控制信號施加到熱檢測器,并且允許讀取響應(yīng)于待檢測電磁輻射的吸收而由熱檢測器生成的檢測信號。讀出電路具有由金屬線形成的各個電互連級,所述級通過稱之為金屬間介電層的層而彼此電絕緣。讀出電路的電連接墊放置在襯底上,使得可以從檢測裝置的外部與其接觸。

圖1示出用于檢測紅外輻射的示例性裝置1,比如在文獻ep2743659中所描述的裝置,其電連接墊30包括面向襯底2的升起的金屬部分31。

檢測裝置1包括多個熱檢測器20,這些熱檢測器的每個吸收膜21以非零距離h懸置在襯底2之上。每個吸收膜21電連接到讀出電路10的金屬線的部分11a,在此,金屬線屬于cmos電路的倒數(shù)第二電互連級。

檢測裝置1還包括用于對讀出電路10進行電連接的墊30,所述墊包括金屬部分31,該金屬部分升起在襯底2之上并且電連接到在此屬于同一電互連級的金屬線的第二部分11b。金屬部分31在此相對于襯底2升起到與吸收膜21相同的距離h,并且通過導(dǎo)電通孔32連接到讀出電路10。

在吸收膜21和升起的金屬部分31的制造期間使用犧牲層,然后對其蝕刻以懸置吸收膜21。犧牲層的未蝕刻部分可以與電連接墊30平齊,即處于升起的金屬部分31和襯底2之間。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種、用于檢測電磁輻射的包括電連接墊的裝置,所述電連接墊包括具有改進的機械強度的升起的金屬部分。為此目的,本發(fā)明的主題是一種用于檢測電磁輻射的裝置,其包括:

-讀出電路,其位于襯底中;

-電連接墊,其放置在襯底上,所述電連接墊包括升起在襯底之上并且電連接到讀出電路的金屬部分。

根據(jù)本發(fā)明,所述裝置包括:

-保護壁,其在升起的金屬部分之下延伸,以便與其一起限定腔的至少一部分;

-位于腔中的加強層部分,升起的金屬部分置于該加強層部分上。

保護壁具有縱向尺寸或長度以及根據(jù)平行于襯底的平面的厚度,該縱向尺寸大于所述厚度并且優(yōu)選至少大十倍。

此外,加強部分由礦物材料制成,并且優(yōu)選由基于氧化硅的材料制成。

以下是該檢測裝置的某些優(yōu)選但非限制性方面。

保護壁可以包括多個直線部段,每個部段都具有縱向尺寸和根據(jù)平行于襯底的平面的厚度,縱向尺寸大于厚度并且優(yōu)選大至少十倍。直線部分是指在平行于襯底的平面中縱向直線延伸的部段。

加強部分可以具有大于或等于升起的金屬部分的、稱之為下表面的表面范圍的25%、優(yōu)選50%、并且更優(yōu)選75%的表面范圍,所述下表面朝向襯底。

保護壁可以連續(xù)延伸以限定封閉的腔。

保護壁可以連續(xù)延伸以限定局部打開的腔。

檢測裝置可以包括至少一個熱檢測器,其放置在襯底上并且通過讀出電路電連接到電連接墊,并且包括膜,所述膜適合于吸收待檢測電磁輻射并且以與襯底相距基本上等于將升起的金屬部分與襯底分離的距離的距離而懸置在襯底之上。

保護壁可以由導(dǎo)電材料制成,所述壁將電連接墊電連接到讀出電路。

保護壁可以環(huán)繞至少一個導(dǎo)電通孔,所述通孔將升起的金屬部分電連接到讀出電路的金屬線的下面部分。

升起的金屬部分可以具有朝向襯底的下表面,其平行于襯底的尺寸大于或等于沿基本上垂直于襯底的軸線將所述升起的金屬部分與襯底分離的距離的2倍、優(yōu)選10倍、并且優(yōu)選25倍。

電連接墊可以在所述腔的外部基本上不包括加強部分。

本發(fā)明還涉及一種用于制造根據(jù)前述特征中任一項所述的檢測裝置的方法,包括:

-在覆蓋包含讀出電路的襯底的蝕刻阻擋層上沉積犧牲層;

-穿過犧牲層形成保護壁,以便隨后限定腔的至少一部分;

-在犧牲層上形成升起的金屬部分,使得其置于保護壁上并參與所述腔的限定;

-至少部分地蝕刻犧牲層,在該蝕刻步驟之后,位于所述腔中的、稱之為加強部分的犧牲層部分未被蝕刻。

犧牲層可以由礦物材料制成,并且優(yōu)選由基于氧化硅的材料制成,并且蝕刻步驟可以通過在酸性介質(zhì)中、并且優(yōu)選在氣相氫氟酸中的化學(xué)侵蝕來執(zhí)行。

在形成保護壁的同時,可以形成用于對熱檢測器的吸收膜進行機械支撐的錨定柱。

附圖說明

通過閱讀對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的以下詳細描述并參考附圖,本發(fā)明的其它方面、目的、優(yōu)點和特征會變得更加顯而易見,所述描述通過非限制性示例而給出,在附圖中:

-圖1示出如在文獻ep2743659中所描述的用于檢測紅外輻射的示例性裝置;

-圖2是根據(jù)一個實施例的檢測裝置的示意性橫截面圖;

-圖3a是圖2所示的檢測裝置的電連接墊的示意性俯視圖,而圖3b是圖3a所示的電連接墊的變型的示意性俯視圖;

-圖4a至4g示出用于制造圖2所示的檢測裝置的方法的步驟;和

-圖5a和5b是例如圖2所示的檢測裝置的變型的示意性橫截面圖。

具體實施方式

在附圖中以及說明書的其余部分中,相同或相似的元件用相同的附圖標記來標識。此外,各個元件未按比例示出以便使附圖更加清楚。

圖2是根據(jù)第一實施例的用于檢測電磁輻射的裝置1的示意性橫截面圖。

在此以及對于本說明書的其余部分而言,定義三維直角坐標系(x,y,z),其中(x,y)平面基本上平行于檢測裝置1的襯底的平面,z軸定向在與襯底2的平面基本正交的方向上。因此,術(shù)語“垂直的”和“垂直地”應(yīng)被理解為相對于沿著z軸的取向,并且術(shù)語“下”和“上”應(yīng)被理解為相對于沿著z軸從襯底增加的距離的位置。

在該示例中,用于檢測電磁輻射的裝置1適合于檢測紅外或太赫茲輻射。該裝置包括電連接到讀出電路10的熱檢測器20矩陣陣列。圖2是檢測裝置1的局部視圖,并且僅示出單個熱檢測器20,該熱檢測器在此被放置在電連接墊30附近。

檢測裝置1包括硅基襯底2,該硅基襯底包括以cmos技術(shù)制造的電子讀出電路10,其允許將控制信號施加到熱檢測器10并且讀取檢測信號,所述檢測信號響應(yīng)于對目標電磁輻射的檢測而生成。

讀出電路10可以包括由適合于實現(xiàn)讀出電路的各種電子功能的mos電子器件(例如晶體管、二極管和電容器)形成的下部(未示出)。讀出電路還包括確保各種mos器件和熱檢測器的電連接的多個電互連級和讀出電路的至少一個電連接墊與檢測裝置的外部的電接合。

因此,讀出電路10包括多個電互連級,所述電互連級分別由多條基本平面的金屬線形成,所述金屬線通過導(dǎo)電通孔或垂直連接件而連接到下級的金屬線。各個電互連級通過被稱為金屬間電介質(zhì)(imd)的介電層而彼此分離,導(dǎo)電通孔垂直穿過這些層。每個金屬間介電層都可以由氧化硅siox或氮化硅sinx來制成,或者甚至由具有低相對介電常數(shù)的基于氧化硅的合金來制成,比如siof、sioc、sioch等。

在該示例中,讀出電路10包括由第一金屬線部分11a和第二金屬線部分11b形成的金屬上互連級,第一金屬線部分11a被定位為面向熱檢測器20并且用于電連接到該檢測器20,第二金屬線部分11b被定位為面向電連接墊30并且用于電連接到該墊30。該金屬互連級的金屬線部分11a、11b通過導(dǎo)電通孔12a、12b電連接到下級金屬線部分13a、13b。所述部分11a、11b和導(dǎo)電通孔12a、12b通過金屬間介電層14彼此電絕緣。

襯底2還包括蝕刻阻擋層5,其覆蓋由金屬線部分11a、11b以及由金屬間電介質(zhì)層14所形成的表面。該蝕刻阻擋層5尤其適合于確保對襯底2和讀出電路10的保護,使其免受用于蝕刻在檢測裝置的生產(chǎn)期間使用的犧牲層中的一些的化學(xué)侵蝕,例如氫氟(hf)酸介質(zhì)中的化學(xué)侵蝕。因此,該蝕刻阻擋層5形成具有化學(xué)惰性且氣密的層,其保護下面的金屬線和金屬間介電層免受化學(xué)侵蝕,并且它是電絕緣的,以防止金屬線部分之間的任何短路。蝕刻阻擋層5可以由氧化鋁al2o3來制成,或者甚至由氟化鋁或氮化鋁來制成。它可以具有幾十至幾百納米的厚度,并且例如10nm至500nm的厚度。

在此,熱檢測器20置于襯底2上,所述熱檢測器包括適合于吸收待檢測輻射的部分21。該吸收部分21與襯底2熱絕緣并且可以放置為與認為是吸收性的膜平齊,所述膜通過支撐和熱絕緣元件、比如與熱絕緣臂(未示出)相關(guān)聯(lián)的錨定柱22來懸置在襯底2之上。錨定柱22是導(dǎo)電的并且局部地穿過蝕刻阻擋層5,以便與金屬線的部分11a電接觸。當(dāng)檢測器被設(shè)計成檢測波長為8μm至14μm的紅外輻射時,吸收膜21與襯底2以距離h間隔開,該距離h通常為1μm至5μm,例如為約2μm。

舉例說明,熱檢測器20可以是測輻射熱計,其吸收膜21包括熱敏電阻材料,所述熱敏電阻材料的電導(dǎo)率根據(jù)膜的溫度而變化。然而,可以使用任意其它類型的熱檢測器,例如熱電檢測器、鐵電檢測器或甚至熱電堆。

電連接墊30也置于襯底2上,所述墊旨在例如通過在檢測裝置測試期間的引線接合或甚至引腳探測來允許從檢測裝置1的外部電連接讀出電路10。電連接墊30包括金屬部分31,其升起于襯底2之上并且電連接到讀出電路10的下面的金屬線部分11b。

升起的金屬部分31包括形成用于電連接的接觸表面的上表面和朝向襯底2的相對的下表面33。金屬部分31在此在襯底2之上升起到基本上等于吸收膜21的距離h的距離。更確切地說,吸收膜21的下表面和升起的金屬部分31的下表面33基本上共面,并且相對于襯底的蝕刻阻擋層31而言位于相同的高度h。升起的金屬部分31可以與文獻ep2743659中所描述的升起的金屬部分相同或相似。因此,它可以通過由各種金屬材料制成的層部分的疊層來形成,例如覆蓋有鋁部分的氮化鈦(tin)部分,其本身可選地覆蓋有tin層部分。

在該示例中,電連接墊30包括將升起的金屬部分31電連接到讀出電路10的金屬線的下面部分11b的多個導(dǎo)電通孔32。導(dǎo)電通孔32基本上垂直地延伸,并且一方面與升起的金屬部分31接觸,而另一方面與金屬線部分11b接觸。導(dǎo)電通孔32可以與文獻ep2743659中所描述的那些導(dǎo)電通孔相同或相似,并且因此可以由環(huán)繞由銅或鎢制成的芯的外圍的tin或tiw包層來形成。就可能的銅擴散而言,tin或tiw包層可以起到粘附層和阻擋層的作用。導(dǎo)電通孔32因此可以具有桿或柱的形狀,所述桿或柱在(x,y)平面中具有面積例如為0.25μm2至5μm2的、基本上為正方形的截面,和基本上等于距離h的高度。有利地是,熱檢測器的錨定柱22在材料和尺寸方面與電連接墊30的導(dǎo)電通孔32基本相同。

電連接墊30還包括保護壁34或多個同心壁34,所述壁在升起的金屬部分31下面連續(xù)延伸,以便與所述升起的金屬部分的下表面33一起限定腔3。該限定意指保護壁34設(shè)定由此所形成的腔在(x,y)平面中的至少一些極限。升起的金屬部分31置于保護壁34上,并且因此與襯底2一起垂直地限定腔3。腔3于是具有沿著z軸的、基本上等于高度h的高度和在(x,y)平面中的表面范圍,該表面范圍的邊界至少部分地由保護壁34來限定。

保護壁34在襯底2和升起的金屬部分31之間沿著z軸延伸,于是具有基本上等于距離h的高度。保護壁在至少部分地限定腔3在(x,y)平面中的邊界的距離上縱向延伸。最后,保護壁在(x,y)平面中具有約幾百納米至幾微米的厚度,例如約0.5μm。因此,保護壁34與錨定柱22和導(dǎo)電通孔32的區(qū)別之處在于,其具有稱之為其縱向尺寸或長度的尺寸,所述尺寸大于其厚度,例如大于其厚度的10倍、100倍或者甚至2000倍。保護壁可以類似于錨定柱22和導(dǎo)電通孔32地形成。因此,它可以在兩個垂直的tin或tiw層之間包括由銅或鎢所制成的芯或心。

電連接墊30還包括由加強材料制成的層部分4,所述層部分位于由保護壁34由此而限定的腔3中。如下所述,加強部分4有利地由在制造吸收膜21和升起的金屬部分31期間所使用的犧牲層來獲得。因此,它可以由礦物材料來形成,即由允許形成金屬間介電層并且能夠例如通過在氣相氫氟酸(hf)中的化學(xué)侵蝕而被蝕刻的材料來形成。僅舉例說明,該材料可以是氧化硅siox或甚至基于氧化硅的合金,可選地是具有低相對介電常數(shù)的一種,比如siof、sioc、sioch等。

加強部分4在腔3的整個高度上延伸,因此升起的金屬部分31至少部分地置于加強部分4上。加強部分在(x,y)平面中具有大于或等于升起的金屬部分31的下表面33的表面范圍的25%的表面范圍。優(yōu)選地,加強部分4的該表面范圍大于等于升起的金屬部分31的下表面33的表面范圍的50%,優(yōu)選大于或等于其的75%,或甚至大于其的80%以及更多?;旧蠜]有位于腔3外部的、與電連接墊30齊平并且優(yōu)選地與熱檢測器20齊平的加強部分4。在該示例中,導(dǎo)電通孔32位于腔3中并且垂直地穿過加強部分4。

圖3a是圖2所示的電連接墊30的俯視圖。這里,電連接墊30具有升起的金屬部分31,所述升起的金屬部分在(x,y)平面中具有基本為正方形橫截面。其他形狀是可能的,例如矩形或甚至多邊形,或甚至圓形或橢圓形。其在此在(x,y)平面中具有大約幾十至幾百微米的尺寸,例如每側(cè)100μm。

保護壁34在升起的金屬部分31下方連續(xù)延伸,在此為沿著升起的金屬部分31的周向邊緣延伸,以便與襯底2、更精確地說與蝕刻阻擋層5一起并且與升起的金屬部分31的下表面33一起來限定在此為封閉的腔3。當(dāng)腔3被稱為封閉的時,其意指保護壁34形成在(x,y)平面中封閉的邊界。相對于如下所述的hf酸介質(zhì)中的化學(xué)侵蝕而言,封閉的腔3在此是密封的。在該示例中,保護壁34在此具有約0.5μm的厚度和沿著z軸的約2μm的高度,并且限定每側(cè)約為90μm的正方形面積的腔3。它可以在兩個相對的、基于鈦化合物或合金的垂直層之間包括由銅或鎢所制成的芯。

封閉腔3填充有由加強材料制成的層部分4,該層部分在此完全填充腔3。因此,加強部分4在空腔3的整個體積中延伸,并且因此升起的金屬部分31至少部分地置于加強部分4上。加強部分4在此由礦物材料、例如氧化硅的層制成。

具有在(x,y)平面中為0.25μm2橫截面的多個導(dǎo)電通孔32垂直穿過加強部分4,并且因此與升起的金屬部分31和金屬線的下面部分11b接觸。因此,它們將升起的金屬部分31電連接到讀出電路10。

因此,檢測裝置1包括具有升起的金屬部分31的電連接墊30,由于該升起的金屬部分置于位于由保護壁34限定的腔3中的加強部分4上,所以其機械強度較大。具體地,通過相對于升起的金屬部分31布置保護壁34,可以控制加強部分4的表面范圍,并且因此確保其具有足夠的范圍以允許升起的金屬部分31的機械強度增加。

具體地,發(fā)明人已經(jīng)觀察到,當(dāng)通過使電子元件(例如金屬線)與升起的金屬部分31接觸來電連接檢測裝置1時,機械應(yīng)力可以施加到電連接墊,尤其是(x,y)平面中的剪應(yīng)力,該應(yīng)力可能導(dǎo)致升起的金屬部分31移動,該移動易于使電連接墊30和讀出電路10之間的電連接的質(zhì)量降低。

發(fā)明人還已證明,當(dāng)電連接墊30的升起的金屬部分31置于加強層部分4上時,其具有更大的機械強度,加強層部分4的表面范圍受到控制并且由保護壁34至少部分地保護免受化學(xué)侵蝕。因此,可以確保加強部分4具有這樣的表面范圍,即大于或等于升起的金屬部分的下表面的表面范圍的至少25%,并且優(yōu)選地大于或等于至少50%,或甚至75%或更多。如下所述,加強材料層的部分4可以由在制造吸收膜21和升起的金屬部分31期間所使用的犧牲層來獲得。

圖3b是根據(jù)圖3a中所示的連接墊的一個變型的電連接墊的示意性俯視圖。

檢測裝置與參照圖2所描述的裝置相類似,與其不同之處主要在于,保護壁34連續(xù)延伸以限定局部打開的腔3。局部打開的腔意指包括在(x,y)平面中的至少一個孔6的腔。保護壁34于是不形成閉合的邊界。孔6在此具有基本上等于距離h的高度和(x,y)平面中的寬度,使得在通過氣相hf酸介質(zhì)中的酸侵蝕來進行蝕刻的步驟之后,腔3中的加強部分4在(x,y)平面中具有大于或等于升起的金屬部分31的下表面33的表面范圍的25%,或甚至大于或等于其的50%,并且優(yōu)選大于或等于其的75%的表面范圍。如下所述,孔6的寬度于是在形成保護壁34之前、尤其取決于在沒有保護壁34的情況下對位于升起的金屬部分31下方的犧牲層部分的蝕刻速率的估計來確定。

在該示例中,保護壁34限定腔3,所述腔在(x,y)平面中的橫截面具有80μm×40μm面積的矩形形狀。保護壁34延伸以使得腔3具有孔6,所述孔在此位于與腔的兩個40μm側(cè)中的一個平齊。在通過氣相hf對由氧化硅制成的犧牲層進行酸侵蝕的情況下,已經(jīng)觀察到,升起的金屬部分31下方的蝕刻速率比在該升起的金屬部分31之外的蝕刻速率更高,例如高出約20倍。因此,舉例說明,蝕刻位于連接墊30之外的2μm厚的犧牲層部分所需的時間導(dǎo)致在升起的金屬部分31下方蝕刻沿著x軸從孔6在40μm距離上延伸的犧牲層部分。因此,在升起的金屬部分31下方,通過蝕刻去除40μm×40μm面積的犧牲層部分,并且保留稱之為加強部分的、40μm×40μm面積的部分4。升起的金屬部分31置于加強部分4上,并且因此其機械強度增加。有利地,導(dǎo)電通孔32被定位為與加強部分4齊平并且垂直穿過該加強部分4??商娲鼗蝾~外地,導(dǎo)電通孔32可以位于沒有加強部分4的腔3的區(qū)域中。

保護壁34可以包括在(x,y)平面中縱向和直線地延伸的多個直線部段,即多個保護壁部分。每個部段都具有縱向尺寸或長度以及(x,y)平面中的厚度,該長度大于厚度,并且優(yōu)選大至少10倍,即大于或等于該厚度的10倍。如圖3a和3b所示,所述部段可以成對地連接在一起,以一起形成連續(xù)延伸的保護壁。兩個連續(xù)部段之間的接合處可以在(x,y)平面中具有彎曲的形狀。作為一種變型,所述部段可以不成對地連接在一起。

圖4a至4g示出用于制造根據(jù)第一實施例的檢測裝置的方法的各個步驟。除了形成保護壁34的步驟之外,多個步驟可以與文獻ep2743659中所描述的方法的那些步驟類似或相同。

參照圖4a,制造包括cmos讀出電路10的襯底2。讀出電路10在此包括電互連級,該電互連級包括第一金屬線部分11a和第二金屬線部分11b。所述部分11a、11b通過導(dǎo)電通孔12a、12b電連接到下部電互連級的金屬線部分13a、13b。通孔和金屬線通過金屬間介電層彼此分離。襯底2在此包括金屬線部分11a、11b和金屬間介電層14與之齊平的上表面。制造襯底的該步驟可以與文獻ep2743659中所描述的步驟相同或相似。因此,舉例說明,導(dǎo)電通孔12a、12b和金屬線部分11a、11b、13a、13b可以使用鑲嵌工藝由銅或鎢來制成,其中在金屬間介電層中產(chǎn)生的溝槽用銅來填充。銅或鎢可以可選地橫向地位于出其他外由氮化鈦或氮化鉭等制成的垂直層之間。可以使用化學(xué)機械拋光(cmp)技術(shù)來實現(xiàn)金屬線部分11a、11b與金屬間介電層14的上表面齊平的齊平對齊。

參照圖4b,蝕刻阻擋層5然后沉積在襯底2的上表面上。因此,蝕刻阻擋層5連續(xù)地覆蓋金屬間介電層14和金屬線部分11a、11b。蝕刻阻擋層可以例如通過氧化鋁al2o3的原子層沉積(ald)來獲得。其他材料可以是合適的,例如氮化鋁、三氟化鋁或甚至非故意摻雜的非晶硅。

參照圖4c,由優(yōu)選礦物材料所制成的和例如由通過等離子體增強化學(xué)氣相沉積(pecvd)沉積的氧化硅所制成的犧牲層7沉積在蝕刻阻擋層5上。犧牲層在襯底2的基本上整個表面之上連續(xù)延伸并且覆蓋蝕刻阻擋層5。犧牲層7沿著z軸的厚度隨后限定吸收膜21與襯底2之間的,以及升起的金屬部分31與襯底2之間的分離距離h。該距離尤其取決于期望獲得的熱檢測器的吸收特性,并且對于檢測紅外輻射而言,其可以為1μm至5μm,并且例如等于約2μm。

參照圖4d,生成垂直孔23、35,所述垂直孔一方面用于形成熱檢測器20的錨定柱22,并且另一方面用于形成電連接墊30的導(dǎo)電通孔32。它們通過光刻和蝕刻來生成,并且穿過犧牲層7和蝕刻阻擋層5,以分別通向第一金屬線部分11a和第二金屬線部分11b。垂直孔23、35在(x,y)平面中可以具有面積在此基本上等于0.25μm2的正方形橫截面。

還生成用于形成保護壁34的溝槽36。溝槽36通過光刻和蝕刻來生成,并且穿過犧牲層7且在此通到金屬間介電層14上。因此,在該示例中,溝槽也穿過蝕刻阻擋層5。溝槽36在(x,y)平面中縱向延伸,以便隨后限定腔3。溝槽在此在(x,y)平面中具有尺寸基本上等于0.5μm的厚度或?qū)挾取?yōu)選地,溝槽36和垂直孔23、35同時生成,即同步生成。

參照圖4e,接著,在垂直孔23、35中生成錨定柱22和導(dǎo)電通孔32,并且在溝槽36中生成保護壁34。錨定柱22和導(dǎo)電通孔32可以在尺寸和材料方面以相同的方式來生成。它們可以通過用一種或多種導(dǎo)電材料填充孔23、35來生成。例如,它們可以每個包括通過金屬有機化學(xué)氣相沉積(mocvd)而沉積在孔23、35的垂直側(cè)面上的tin層和由銅或鎢制成的、填充由tin層所橫向限定的空間的芯。保護壁34、錨定柱22和導(dǎo)電通孔32可以同時生成并且在材料方面以相同的方式來制造。保護壁因此可以通過用通過mocvd沉積在溝槽36的垂直側(cè)面上的tin層,然后用由銅或鎢制成的、填充由tin層所橫向限定的空間的芯來填充溝槽36而形成。然后,cmp步驟允許由犧牲層7和由導(dǎo)電通孔32、錨定柱22以及保護壁34所形成的上表面被平面化。

參照圖4f,生成懸置膜21和升起的金屬部分31。該步驟可以以與文獻ep2743659中所描述的相同或相似的方式來執(zhí)行,并且不就此詳細描述。因此,吸收膜21可以包括適合于吸收目標電磁輻射的第一材料和其電導(dǎo)率根據(jù)膜的溫度而變化的第二熱敏電阻材料。升起的金屬部分31包括由導(dǎo)電材料(例如鋁)制成的部分,其可選地沿著z軸位于在兩個tin部分之間。這些導(dǎo)電部分通常通過沉積、光刻和隨后的蝕刻來生成。升起的金屬部分31置于導(dǎo)電通孔32上,所述導(dǎo)電通孔確保與讀出電路10電連接。舉例說明,其可以在(x,y)平面中具有約100μm×100μm的面積。

參照圖4g,犧牲層7被部分蝕刻以使吸收膜21懸置。蝕刻步驟可以通過氣相氫氟酸(hf)中的化學(xué)侵蝕來執(zhí)行?;瘜W(xué)侵蝕基本上蝕刻定位為與熱檢測器20平齊的所有犧牲層7,從而允許吸收膜21懸置在襯底2之上。反射層(未示出)有利地定位為與面對吸收膜21的襯底2平齊,使得空的空間形成四分之一波長光腔,所述腔增強熱檢測器對目標輻射的吸收。與電連接墊30齊平地,除了位于由保護壁34限定的封閉腔3中的犧牲層部分4之外,通過hf蒸汽的化學(xué)侵蝕來蝕刻犧牲層7。犧牲層7的未蝕刻部分4因此形成加強部分4,升起的金屬部分31置于該加強部分4上,該加強部分4使升起的金屬部分31的機械強度增加。

發(fā)明人已經(jīng)觀察到,通過氣相hf酸對犧牲層、特別是由氧化硅制成的層進行化學(xué)侵蝕具有與熱檢測器平齊的第一蝕刻速率,和當(dāng)待蝕刻犧牲層部分位于升起的金屬部分下方時具有基本上高于第一蝕刻速率的第二蝕刻速率(例如高5倍或甚至10倍以及更多)。因此,發(fā)明人已經(jīng)觀察到,當(dāng)待蝕刻層位于垂直地限定在彼此相對的兩個表面之間的室中時,通過hf蒸汽中的化學(xué)侵蝕的蝕刻速率大大增加,所述室的縱橫比l/h大于或等于2,l是所述室在(x,y)平面中的橫向尺寸,h是所述室沿著z軸的高度。

在該示例中,由襯底和升起的金屬部分垂直限定的室在(x,y)平面中具有約100μm的尺寸l,并且沿著z軸具有約2μm的高度。因此,對該室中的犧牲層部分的蝕刻比對該室外部的相同犧牲層的蝕刻快約20倍。

具體地,看起來,由于在具有高縱橫比l/h的室中的約束效應(yīng),所以對犧牲層進行蝕刻的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物(例如當(dāng)犧牲層由氧化硅制成時,產(chǎn)物為水)不能自由分散。產(chǎn)物于是似乎充當(dāng)蝕刻的催化劑,并且顯著增加室中的蝕刻速率。

因此,在沒有保護壁34的情況下,如在現(xiàn)有技術(shù)文獻ep2743659所描述的示例中,位于升起的金屬部分下方的犧牲層的大部分可以被蝕刻,這可能導(dǎo)致升起的金屬部分置于具有過小的表面范圍的犧牲層部分上——這于是導(dǎo)致其機械強度減小。

根據(jù)本發(fā)明,保護壁34的存在允許將腔3限定成使得其中存在的犧牲層部分完全地或部分地被保護免受化學(xué)侵蝕。因此,由此形成確保升起的金屬部分31具有更好的機械強度的加強部分4的未蝕刻部分的表面范圍是可控的。

在圖3a的示例中,腔3是封閉的并且相對于通過hf蒸汽的化學(xué)侵蝕而言基本上是密封的。因此,位于腔3中的犧牲層部分基本上未被化學(xué)侵蝕蝕刻,并且因此形成大尺寸的加強部分4,升起的金屬部分31置于該加強部分4上。因此,該部分31的機械強度得到顯著改善。

圖5a是根據(jù)一個變型實施例的檢測裝置1的示意性橫截面圖。

檢測裝置1與參照圖2所描述的裝置相類似,而與其不同之處主要在于,保護壁34與金屬線部分11b進行機械接觸和電接觸。保護壁34(其有利地是導(dǎo)電的)還起到在升起的金屬部分31和讀出電路10的金屬線部分11b之間進行電連接的作用。因此,電連接得以改善。此外,金屬線部分11a和11b還在孔23、35的形成期間和穿過犧牲層7形成溝槽36期間起到蝕刻阻擋層的作用。

然后,金屬線部分11b的尺寸可以被適配為使得保護壁34限定腔3,所述腔在(x,y)平面中的表面范圍大于或等于升起的金屬部分31的下表面33的表面范圍的25%、50%、75%或甚至更多。

圖5b是根據(jù)另一變型實施例的檢測裝置1的示意性橫截面圖。

檢測裝置1與參照圖5a所描述的檢測裝置相類似,而與其不同之處主要在于,電連接墊30不包括導(dǎo)電通孔32,并且因此升起的金屬部分31僅通過保護壁34電連接到金屬線部分11b,該保護壁34是導(dǎo)電的。于是,金屬線部分11b在(x,y)平面中具有被適配為使得保護壁34與其直接接觸的形狀。

剛剛已經(jīng)對特定的實施例加以描述。各種變型和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員會是顯而易見的。

因此,作為圖2所示的、在其中保護壁經(jīng)由其下部與位于蝕刻阻擋層下面的金屬間介電層接觸的實施例的一種變型,保護壁可以置于蝕刻阻擋層上,并且可選地,如文獻ep2840370中所述,可以置于放置在蝕刻阻擋層上的支撐墊上。

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