[发明专利]一种非制冷双色红外探测器MEMS芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种非制冷双色红外探测器MEMS芯片，其特征在于：包括带有ASIC电路的衬底和具有微桥支撑结构的探测器，所述探测器与所述半导体衬底的ASIC电路电连接，所述探测器分为呈矩阵排列的四个区域，分别为第一区域、第二区域、第三区域和第四区域；

所述探测器包括所述衬底上的金属反射层和绝缘介质层，所述金属反射层包括若干个矩阵排列的金属块，第一、三区域绝缘介质层的厚度大于第二、四区域的绝缘介质层，所述第一、三区域绝缘介质层上设有若干个金属电极，所述金属电极通过贯穿所述第一、三区域绝缘介质层的连接金属与所述金属反射层连接；

所述第一、三区域的金属电极和第二、四区域的金属块上依次设有支撑层、热敏层、第一保护层，所述热敏层的面积小于所述支撑层的面积，所述第一、三区域的热敏层的方阻比第二、四区域的方阻值高200KΩ±20KΩ，所述第一保护层上开有若干个接触孔，所述接触孔的下端终止于所述热敏层；

在所述第一保护层上还设有通孔，所述通孔穿过所述第一保护层和所述支撑层，终止于第二、四区域的金属块或第一三区域的金属电极；

所述通孔和所述接触孔内充满电极金属，所述电极金属和第一保护层上设有第二保护层，所述热敏层与所述电极金属电连接。

2.根据权利要求1所述的一种非制冷双色红外探测器MEMS芯片，其特征在于，所述支撑层为氮化硅薄膜，所述热敏层为氧化钒或氧化钛，所述第一保护层和第二保护层均为氮化硅薄膜。

3.根据权利要求1所述的一种非制冷双色红外探测器MEMS芯片，其特征在于，所述绝缘介质层为二氧化硅，其厚度为

4.根据权利要求1所述的一种非制冷双色红外探测器MEMS芯片，其特征在于，所述连接金属为钨。

5.一种非制冷双色红外探测器MEMS芯片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.在包含ASIC电路的衬底上沉积一层金属反射层，并对所述金属反射层进行图形化处理，图形化处理之后的金属反射层包括矩阵排列的金属块；

步骤2.在金属反射层上沉积绝缘介质层，并对所述绝缘介质层进行化学机械抛光处理CMP处理；

步骤3.利用光刻和蚀刻的方法，在第一、三区域，对应阵列的探测器像元接口电极的对应位置上蚀刻连接孔，在所述连接孔内沉积连接金属；

步骤4.在第一、三区域绝缘介质层上沉积金属电极层，并对金属电极层进行图形化处理，图形化处理之后的金属电极层形成若干个矩阵排列的金属电极，且金属电极与所述连接金属一一对应，所述金属电极为探测器像元接口电极；

步骤5.光刻和蚀刻第二区域和第四区域的绝缘介质层，蚀刻终止金属反射层的上端面；

步骤6.在图形化后的金属电极层和蚀刻之后的第二、四区域的绝缘介质层上喷涂第一牺牲层，第二、四区域的第一牺牲层的上表面与第一、三区域的经过CMP处理的绝缘介质层的上表面平齐；

步骤7.采用光刻和蚀刻的方法，将第一、三区域中的第一牺牲层等离子体灰化，去除第一、三区域中的第一牺牲层，之后进行CMP处理；

步骤8.在第一、三区域的绝缘介质层和第二、四区域的第一牺牲层上涂覆第二牺牲层；

步骤9.对第二牺牲层和第一牺牲层进行图形化处理，图形化之后在第一区域和第三区域上形成第一锚点孔，所述第一锚点孔终止于所述金属电极，在第二区域和第四区域上形成第二锚点孔，所述第二锚点孔终止于所述金属块；

步骤10.在图形化处理之后的第一牺牲层和第二牺牲层上沉积支撑层，所述支撑层为氮化硅薄膜；

步骤11.利用剥离工艺lift-off process，分别在第一、三区域和第二、四区域的支撑层上分别反应溅射热敏层，且第一、三区域的热敏层薄膜比第二、四区域的热敏层薄膜的方阻值高200KΩ±20KΩ；

步骤12.在热敏层和支撑层上沉积第一保护层；

步骤13.在第一锚点孔和第二锚点孔的底部，采用光刻和蚀刻的方法，蚀刻掉所述第一保护层和支撑层，分别终止于所述金属电极和第二、四区域的金属块，形成通孔；

步骤14.在热敏层上方的第一保护层上，采用光刻和蚀刻的方法，蚀刻掉第一，保护层，终止于所述热敏层，形成接触孔；

步骤15.在通孔和接触孔内沉积电极金属，所述电极金属的方阻为5～50Ω；

步骤16.在电极金属层上沉积第二保护层；

步骤17.利用光刻和蚀刻的方法，对各像元进行自对准工艺的隔离图形化；

步骤18.结构释放，对芯片进行划片释放，把第一牺牲层和第二牺牲层释放干净，形成谐振腔。