[发明专利]直接键合有吸气剂材料的薄密封层的制造检测装置的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造热检测器(1)的方法，包括以下步骤：形成第一堆叠件(10)，其包括热检测器(20)、矿物牺牲层(15)和具有横向进出口(17.1)的薄封装层(16)；形成第二堆叠件(30)，其包括薄密封层(33)和吸气剂部分(34)；消除矿物牺牲层(15)；通过直接键合来组装薄密封层(33)，使其与薄封装层(16)接触并堵塞横向进出口(17.1)，吸气剂部分(34)位于横向进出口(17.1)中。

技术领域

本发明的领域是用于检测电磁辐射的装置，特别是检测红外或太赫兹辐射的装置，其包括至少一个封装在密封腔中的热检测器，在该密封腔中还放置有吸气剂材料。本发明尤其适用于红外成像和热成像领域。

背景技术

用于检测电磁辐射的装置，例如检测红外或太赫兹辐射的装置可以包括热检测器的阵列，每个热检测器包括用于吸收待检测的电磁辐射的吸收(absorbent)部分。

为了给热检测器提供绝热，吸收部分通常采用通过锚固柱悬置在衬底上方的膜的形式，并通过支撑绝热臂与衬底绝热。通过将悬置的膜电连接到通常定位在衬底中的读取电路，这些锚固柱和绝热臂也具有电气功能。

读取电路通常采用CMOS电路的形式。它可以用于向热检测器施加控制信号，以及用于读取检测器响应于对待检测的电磁辐射的吸收而产生的检测信号。读取电路包括由金属线形成的不同级别的电互连，金属线通过被称为金属间层的介电层彼此分开。读取电路的至少一个电连接块定位在衬底上，以此方式使得其能够从检测装置的外部被接触到。

文献EP3239670A1描述了一种用于制造检测装置的方法，该检测装置使用矿物牺牲层来形成热检测器，随后通过湿法化学蚀刻将这些层消除。例如由钛制成的吸气剂材料的部分位于每个吸收膜下方，并通过碳质牺牲薄层保护其免受湿法化学蚀刻，该炭质牺牲薄层随后通过专门的干法化学蚀刻消除。因此，矿物牺牲层短暂地覆盖碳质牺牲薄层。因此，该方法需要保护吸气剂材料，在这种情况下是通过碳质薄层来保护的，该碳质薄层在消除矿物牺牲层的过程中会被所使用的湿法化学蚀刻分解。在制造方法的不同步骤期间保证所制造的堆叠件的机械强度也是重要的，特别是在执行平面化牺牲薄层的步骤时。

文献EP3399290A1描述了另一种用于制造检测装置的方法，其中通过施加薄帽形成限定密封腔的封装结构。更确切地，形成第一堆叠件，该第一堆叠件包括热检测器和外围柱，并且具有由金属材料(例如铜)制成的外围密封表面。形成第二堆叠件，该第二堆叠件包括形成薄帽的薄层，具有吸气剂部分和由金属材料(例如铜)制成的外围密封表面。该第二堆叠件施加到第一堆叠件上，并使外围密封表面彼此接触并键合。吸气剂部分覆盖有保护层，以防止其在用于消除矿物牺牲层的湿法化学蚀刻过程中分解。同样在该方法中，必须保护吸气剂材料免受在消除矿物牺牲层中所使用的蚀刻剂的影响。此外，由于在一些技术流程中会无法提供铜，因此使用铜来键合两个堆叠件会使制造方法复杂化。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的至少一些缺点，并且特别地获得不受用于在消除矿物牺牲层的湿法化学蚀刻期间需要保护吸气剂材料的约束的限制。然后可以制造具有平坦的上表面的封装结构，这在需要添加光学组件(例如滤光片)时是有利的。

为此目的，本发明提出一种制造用于检测电磁辐射的装置的方法，该方法包括以下步骤：

-形成第一堆叠件，其包括：第一衬底；至少一个热检测器，其放置在第一衬底上，旨在用于检测电磁辐射，并覆盖有至少一个由矿物材料制成的矿物牺牲层，该矿物牺牲层能够通过化学蚀刻来消除；和薄封装层，其在热检测器上方延伸并有助于腔的界定，热检测器位于所述腔中，所述薄封装层包括放置在矿物牺牲层上的上部；

-形成至少一个被称为横向进出口的进出口，该进出口延伸穿过薄封装层，并且在与第一衬底平面平行的平面中与热检测器相距一定距离；

-通过化学蚀刻消除牺牲薄层，该牺牲薄层通过横向进出口排出。

根据本发明，该制造方法包括以下步骤：