[发明专利]一种MEMS红外探测器三维封装结构及其制作方法

权利要求书

1.一种MEMS红外探测器三维封装结构，其特征在于，包括硅衬底(1)，所述硅衬底(1)纵向贯穿设置有二垂直导电区，各所述垂直导电区均包括垂直硅引线(6)及位于所述垂直硅引线(6)外周的电学隔离层(8)，所述硅衬底(1)配置用以容纳MEMS红外探测器的封装腔室(5)，所述硅衬底(1)配置位于封装腔室(5)的透光面的亚波长结构阵列(4)，所述电学隔离层(8)材料选自硼硅酸盐玻璃，所述垂直硅引线(6)材料选自低阻硅，所述垂直硅引线(6)用于与所述封装腔室(5)内的MEMS红外探测器电学连接。

2.根据权利要求1所述的一种MEMS红外探测器三维封装结构，其特征在于，所述亚波长结构阵列(4)为方形同轴孔阵列，所述方形同轴孔阵列的内侧边长约为1.2μm，外侧边长约为1.5μm，周期约为2.0μm。

3.根据权利要求1所述的一种MEMS红外探测器三维封装结构，其特征在于，还包括位于硅衬底(1)外周部的封装键合环(9)。

4.根据权利要求1所述的一种MEMS红外探测器三维封装结构，其特征在于，所述垂直硅引线(6)端部设有露出外界的金属传导层(3)。

5.如权利要求1～4任一项所述的一种MEMS红外探测器三维封装结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、刻蚀低阻硅形成垂直导电区玻璃回流槽(7)，

步骤2、完成硼硅酸盐玻璃与硅衬底(1)之间的阳极键合，

步骤3、在垂直导电区玻璃回流槽(7)内制作电学隔离层(8)，

步骤4、去除圆片正反面多余的玻璃和硅，露出硅柱，使得表面平坦化，形成垂直硅引线，

步骤5、刻蚀硅与玻璃形成封装腔室(5)，

步骤6、在硅衬底顶部中央制备并刻蚀金薄膜形成亚波长结构阵列(4)。

6.根据权利要求5所述的一种MEMS红外探测器三维封装结构的制作方法，其特征在于，所述步骤1还包括刻蚀低阻硅形成封装环玻璃回流槽(2)；所述步骤3还包括在封装环玻璃回流槽(2)内制作封装键合环(9)。

7.根据权利要求6所述的一种MEMS红外探测器三维封装结构的制作方法，其特征在于，步骤1中利用DRIE刻蚀工艺制作垂直导电区玻璃回流槽(7)和封装环玻璃回流槽(2)，刻蚀前利用PECVD工艺生长二氧化硅薄膜制备掩膜版。

8.根据权利要求5所述的一种MEMS红外探测器三维封装结构的制作方法，其特征在于，步骤4中使用机械研磨工艺去除多余的玻璃和硅，之后使用CMP工艺使得表面平坦化；步骤5中使用ICP工艺形成封装腔室(5)。

9.根据权利要求5所述的一种MEMS红外探测器三维封装结构的制作方法，其特征在于，步骤6中使用电子束沉积法制备金薄膜；步骤6中使用FIB工艺刻蚀金膜制作亚波长结构阵列(4)；步骤1、步骤5、步骤6中采用PECVD工艺在低阻硅基片表面生长二氧化硅薄膜，形成掩膜(10)。