[发明专利]用于制造半导体装置的方法

说明书

一种用于制造半导体装置的方法包括在互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺期间在衬底(100)上形成至少一个牺牲层(106，108，110)。在所述至少一个牺牲层的顶部上沉积吸收体层(130)。去除所述至少一个牺牲层(106，108，110)的在所述吸收体层下方的一部分以形成间隙(G1)，所述吸收体层的一部分悬挂在所述间隙上方。所述牺牲层能够是CMOS工艺的氧化物，所述氧化物被利用选择性氢氟酸气相干式蚀刻释放工艺去除以形成间隙。所述牺牲层也能够是聚合物层，其中，所述聚合物层被利用氧气等离子体蚀刻工艺去除以形成间隙。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年8月22日提交的发明名称为“CMOS辐射热测量计”的美国临时申请61/691，837的优先权，其公开在此通过引用的方式全部并入本文。

技术领域

本发明总体涉及一种红外辐射传感器，并且尤其涉及一种辐射热测量计红外辐射传感器。

背景技术

通常，红外辐射(IR)传感器用在各种应用中以检测红外辐射并且提供电输出，所述电输出是入射红外辐射的测量。IR传感器通常使用光子探测器或热探测器来检测红外辐射。光子探测器通过利用光子的能量以激发材料中的电荷载流子来检测入射光子。然后电子地检测材料的激发。热探测器也检测光子。然而，热探测器利用所述光子的能量而提高部件的温度。通过测量温度方面的变化，能够确定产生温度变化的光子的强度。

光子探测器通常具有比热探测器更高的灵敏度和更快的响应时间。然而，光子探测器必须被低温冷却以使得热干扰最小，因此增加了装置的成本、复杂性、重量和功率消耗。相比之下，热探测器在室温下操作，因此避免了由光子探测器装置所需要的冷却。结果，热探测器能够通常具有比光子探测器装置更小的尺寸、更低的成本和更低的功率消耗。

红外热探测器的一种类型是热电堆。热电堆由串联连接的若干热电偶形成。每个热电偶由异种材料的两个导体构成，所述两个导体在所述导体的结点附近产生取决于结点与导体的其他部分之间的温度差的电压。热电偶与定位在最靠近探测器的IR吸收区域的“热结点”以及定位在最远离IR吸收区域的“冷结点”串联连接。为了获得在基于热电堆的IR探测器中合理的敏感度，热电堆的热结点和冷结点需要尽可能彼此热隔离并且与可能影响热结点的和冷结点的温度的其他热源热隔离。为了实现所述热隔离，热电堆通常放置在衬底上介电层的顶部上并且大的背腔在热电堆下方蚀刻到所述衬底中以增大热阻。

红外热探测器的另一类型是辐射热测量计。辐射热测量计包括用于吸收红外辐射的吸收体元件和与吸收体元件热接触的换能器元件，所述换能器元件具有随温度变化的电阻。在操作中，入射在辐射热测量计上的红外辐射将由辐射热测量计的吸收体元件吸收并且由所吸收的辐射产生的热量将传递到换能器元件。在换能器元件响应于所吸收的辐射而发热时，换能器元件的电阻将以预先确定的方式发生变化。通过检测电阻方面的变化，能够获得入射红外辐射的测量。辐射热测量计可以用作单独的传感器，但是辐射热测量计也可以设计为排或二维阵列，其称为微型辐射热测量计阵列。

技术方面的最新进展已经使得辐射热测量计的吸收体元件能够通过原子层沉积(ALD)形成。ALD使得吸收体元件能够形成为具有精确和均匀厚度的薄金属膜。结果，ALD薄膜辐射热测量计比热电堆传感器敏感数个数量级。ALD薄膜技术的使用已经允许辐射热测量计装配在互补金属氧化物半导体CMOS的顶部上实施。然而，仍然存在对于装配这样的辐射热测量计传感器的方法的需求，所述辐射热测量计传感器更加充分地将辐射热测量计的设计和结构集成到CMOS工艺中。

附图说明

图1是在形成用于辐射热测量计的吸收体层之前，用于实施辐射热测量计的CMOS衬底的横截面图；

图2是图1的CMOS衬底的、在形成用于辐射热测量计的吸收体层之后的横截面图；

图3是图2的CMOS衬底的、在已经进行蚀刻以释放吸收体层和暴露CMOS衬底中的金属化层以用作用于辐射热测量计的反射体之后的横截面图；