[发明专利]一种红外探测器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及红外探测器的制造工艺，具体地说，涉及一种红外探测器及其 制造方法。

背景技术

微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技术具有微小、 智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等诸多优点，故其已开始广泛 应用在包括红外探测技术领域的诸多领域。红外探测器是红外探测技术领域中 应用非常广泛的一种MEMS产品，它利用探测器敏感材料层(通常为非晶硅或 氧化钒)吸收红外线且将其转化成电信号，据此来实现热成像功能，其可用于 电力网络的安全检测、森林火警的探测以及人体温度的探测和其他场所。

红外探测器中探测器敏感材料层和金属电极的质量对红外探测器的质量有 着极其重要的影响。现有技术在制造红外探测器时，先通过化学气相沉积工艺 (CVD)依次在硅衬底上沉积探测器牺牲层，释放保护和支撑层，以及探测器 敏感材料层，接着在该探测器敏感材料层上沉积金属层，然后光刻出金属电极 图形，再通过湿法或者干法刻蚀工艺将敏感材料探测层上没有光刻胶保护的金 属层去除并形成金属电极。上述直接在探测器敏感材料层上沉积金属层并通过 光刻和刻蚀工艺形成金属电极的工艺因直接在探测器敏感材料层上进行刻蚀， 会在该探测器敏感材料层上形成刻蚀损伤或污染，这些污染或损伤会对红外探 测器的质量产生不良影响，例如其均匀性、灵敏度会大大降低，金属电极间产 生短路。

需要说明的是，在制造红外探测器时，还包括通过释放工艺去除牺牲层材 料以形成半悬空的微桥结构的步骤，该微桥结构由支撑层支撑，故释放保护和 支撑层对于该步骤以及整个红外探测器结构都具有非常重要的作用，在具体制 作时，可以采用两层结构分别作为释放保护层和支撑层，也可以采用一层结构 同时实现释放保护和支撑的作用。然而，关于微桥结构以及释放保护和支撑层 的制造工艺并非本发明的重点，故在此不作进一步展开。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种红外探测器及其制造方法，以避免在 制造红外探测器时损伤或污染探测器敏感材料层而影响红外探测器的质量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种红外探测器，包括硅衬底、依次 形成于硅衬底上的探测器牺牲层、释放保护和支撑层，以及依次形成于释放保 护和支撑层上的金属电极和探测器敏感材料层。其中，所述探测器敏感材料层 形成于金属电极表面和未被金属电极覆盖的释放保护和支撑层表面，或者所述 探测器敏感材料层覆盖于释放保护和支撑层表面并填充在相邻金属电极之间。

相应地，本发明还提供了一种红外探测器制造方法，其包括以下步骤：1) 在硅衬底上制作探测器牺牲层；2)在探测器牺牲层上制作支撑层；3)在支撑 层上沉积制备金属层；4)在所述金属层上涂布光刻胶并光刻刻蚀出金属电极； 5)在步骤4制作完成的器件结构表面沉积探测器敏感材料层。

与现有技术相比，本发明提供的一种红外探测器及其制造方法，先制作金属 电极，并通过光刻刻蚀实现其图形化，然后再淀积探测器敏感材料层。由于探 测器敏感材料层制作完之后不会再经历金属电极的光刻刻蚀工序，因而大大减 少了后续工艺对探测器敏感材料层的刻蚀损伤和污染，并能避免金属电极间的 短路，相应地可大大提高该红外探测器的性能、成品率和可靠性。

附图说明

图1为本发明第一实施例的红外探测器的结构剖视图。

图2为本发明第一实施例的红外探测器的金属电极、探测器敏感材料层制 造方法的流程图。

图3为完成图2中步骤S3后红外探测器的结构剖视图。

图4为完成图2中步骤S4后红外探测器的结构剖视图。

图5为本发明第二实施例的红外探测器的结构剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的一种红外探测器及其制造方法的较佳实施例 作详细描述，以期进一步理解本发明的技术方案、目的以及有益效果。

第一实施例