[发明专利]红外探测装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件领域，具体地说，涉及一种红外探测装置及其制造方法。

背景技术

微电子机械系统（Micro Electro Mechanical Systems，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，故其已广泛应用在包括红外探测技术领域的诸多领域。红外探测装置是红外探测技术领域中一种具体的微电子机械系统MEMS 产品，其利用敏感材料探测层如非晶硅或氧化钒吸收红外线，从而引起其电阻的变化，据此来实现热成像功能。

图12为现有技术中的红外探测装置结构示意图。如图12所示，现有技术中的红外探测装置从上到下依次为热敏层1201、反光板1202，设置有两个输出电路引脚1213，每个输出电路引脚1213上竖直设有一金属立杆1223，共计两个金属立杆1223，在热敏层1201的一角连接有一金属立杆1223，由此可见，通过两个金属立杆1202形成一微桥结构，从而支撑起整个热敏层1201。

在图12所示的红外探测装置中，热敏层1201的敏感材料通常选自非晶硅，或者氧化剂如氧化钒，非晶硅的电阻温度系数（Temperature Coefficient of Resistance，TCR）为2-3%左右，而氧化钒的电阻温度系数TCR相对较高，为3-4%，经过工艺集成后，敏感材料的电阻温度系数TCR进一步变差，使得红外探测装置的灵敏度降低。现有技术中，为了解决电阻温度系数TCR进一步变差的问题，提高红外探测装置的灵敏度，通常需要通过增大像元面积从而热敏层1201的面积，但是，这种解决方案会导致成本的增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种红外探测装置及其制造方法，用以解决现有技术中使用敏感材料来进行红外探测导致的成本较高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种红外探测装置，该装置，包括：微桥结构单元、设置在所述微桥结构单元上的探测结构单元，所述探测结构单元包括从下到上依次设置在所述微桥结构单元上的第一释放保护和第二释放保护层，以及设置在第一释放保护层和第二释放保护层之间的晶体管；所述晶体管包括电极层和半导体层，所述电极层中的栅极、源极、漏极位于同一层，所述半导体层包括对应于所述电极层中栅极的栅极半导体层、对应于所述电极层中源极的源极半导体层、对应于所述电极层中漏极的漏极半导体层。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种红外探测的制造方法，该方法包括：

在微桥结构单元上设置探测结构单元中的第一释放保护层；

在所述第一释放保护层上形成探测结构单元中晶体管的电极层和半导体层，所述电极层中的栅极、源极、漏极位于同一层，所述半导体层位于所述电极层之上，所述半导体层包括对应于所述电极层中栅极的栅极半导体层、对应于所述电极层中源极的源极半导体层、对应于所述电极层中漏极的漏极半导体层；

在所述半导体层上形成探测结构单元的第二释放保护层。

 与现有的方案相比，通过在微桥结构单元上形成晶体管单元，该晶体管中的电极同层设置，利用晶体管的阈值电压在吸收红外光后下降，使得晶体管的开启较为快速，即以较小的驱动电压接口开启晶体管，同时获得较大的晶体管输入电流如漏极电流，从而克服了现有技术中使用敏感材料时增加像元面积来提高灵敏度，导致成本较高的缺陷。

附图说明

图1为本发明红外探测装置实施例的立体示意图；

图2为本发明中探测结构单元实施例一的纵向剖视图；

图3为图2中探测结构单元的一电路示意图；

图4为图2中探测结构单元的另一电路示意图；

图5为本发明探测结构单元实施例二的剖视图；

图6为本发明探测结构单元实施例三的剖视图；

图7为图6中探测结构单元的电路示意图；

图8为本发明探测结构单元实施例四的剖视图；

图9为本发明探测结构单元实施例五的剖视图；

图10为图8中探测结构单元的电路示意图；

图11为本发明红外探测装置的制造方法实施例流程示意图；

图12为现有技术中的红外探测装置结构示意图。

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。