[发明专利]一种非制冷红外器件及其制作方法

说明书

本发明涉及红外探测技术领域，具体公开了一种非制冷红外器件，包括：敏感区、悬臂梁、框架、有源器件和金属引线，其中，所述敏感区通过所述悬臂梁与所述框架机械连接，并悬空；所述有源器件位于所述框架上，并通过所述悬臂梁与所述敏感区电学连接；所述金属引线位于所述有源器件上，将有源器件信号引出。本发明还公开了一种非制冷红外器件的制作方法。本发明通过简单的结构以及与器件兼容的MEMS工艺，实现了一种具有开关与放大功能的非制冷红外器件，该器件可与电路分别制造，且后期通过打线集成；从而克服现有的单片集成和3D集成为实现制作，器件和电路的性能需彼此妥协的问题。

技术领域

本发明涉及红外探测技术领域，尤其涉及一种非制冷红外器件及其制作方法。

背景技术

近年来，红外探测领域蓬勃发展，尤其是非制冷红外成像技术的突破，解决了红外成像技术中最为突出的低温（～77K）冷却工作的要求；同时与读出电路的大规模或超大规模集成，使得红外热像仪具有了高密度、小型化、便携带的优点。

非制冷红外器件是红外热像仪的核心器件，为使非制冷红外器件的信号便于处理，通常需要配备读出电路，用于对器件进行信号选择、放大、滤波、AD转换等功能。目前，器件与读出电路的集成主要有单片集成和3D集成两种形式。其中，单片集成采用CMOS工艺将器件与电路制作在同一个晶圆上；3D集成则是在电路片上通过MEMS工艺继续制作器件来实现。这两种形式中，虽然器件和电路的功能彼此独立；但是，无论两部分的加工工艺是同时制作，还是串行制作，为了兼容彼此，各自的性能都会有所妥协。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供了一种非制冷红外器件及非制冷红外器件的制作方法，器件通过简单的结构以及与其兼容的MEMS工艺，实现了一种具有开关与放大功能的非制冷红外器件，该器件可与电路分别制造，且后期通过打线集成；从而克服现有的单片集成和3D集成为实现制作，器件和电路的性能需彼此妥协的问题。

作为本发明的一个方面，提供一种非制冷红外器件，包括：敏感区、悬臂梁、框架、有源器件和金属引线，其中，所述敏感区通过所述悬臂梁与所述框架机械连接，并悬空；所述有源器件位于所述框架上，并通过所述悬臂梁与所述敏感区电学连接；所述金属引线位于所述有源器件上，将有源器件信号引出。

进一步地，所述框架包括衬底和支撑层，所述敏感区包括支撑层、功能材料层和红外吸收层，所述悬臂梁包括支撑层、导线层和导线保护层，所述有源器件包括栅电极、栅绝缘层、有源层、源电极、漏电极和有源区介质层，且所述源电极和漏电极均与有源层相连接，其中，所述衬底上设置有所述支撑层，所述支撑层上分别设置有所述功能材料层、导线层以及栅电极，所述功能材料层上设置有所述红外吸收层，所述导线层上设置有所述导线保护层，所述栅电极上设置有所述栅绝缘层，所述栅绝缘层上设置有所述有源层，所述有源层上分别设置有所述源电极和漏电极，所述有源层、源电极以及漏电极上均设置有所述有源区介质层，所述栅电极连接所述金属引线，所述源电极或漏电极连接所述金属引线；其中，所述衬底的正面或背面设置有隔热空腔以悬空所述敏感区。

进一步地，所述框架包括衬底和支撑层，所述敏感区包括支撑层、功能材料层和红外吸收层，所述悬臂梁包括支撑层、导线层和导线保护层，所述有源器件包括栅电极、栅绝缘层、有源层、源电极、漏电极和有源区介质层，且所述源电极和漏电极均与有源层相连接，其中，所述衬底上设置有支撑层，所述支撑层上分别设置有功能材料层、导线层、有源层，所述功能材料层上设置有所述红外吸收层，所述导线层上设置有所述导线保护层，所述有源层上分别设置有所述栅绝缘层、源电极和漏电极，所述栅绝缘层中设置有所述栅电极，所述有源层、源电极以及漏电极上均设置有所述有源区介质层，所述栅电极连接所述金属引线，所述源电极或漏电极连接所述金属引线；其中，所述衬底的正面或背面设置有隔热空腔以悬空所述敏感区。