[实用新型]一种热敏红外探测器

说明书

本实用新型提供了一种红外传感器，包括:红外透镜、封装外壳、基板、传感芯片、存储芯片和引脚等，传感芯片包括感应阵列、信号放大器、模数电压转换器、寄存器等，传感阵列中包括感应部分与控制部分，感应部分将光信号转化为与温度相关的电信号，同时可以检测环境温度以用于信号比较处理，感应部分采用使用纳米材料作为吸收层的MEMS芯片，控制部分与存储芯片用于存储根据预存储的规则计算环境温度系数、并与信号处理之后模数电压转换输出的数字电压信号与设定的输出标准数字电压信号之间的校准与转换。引脚，透镜、热电堆传感芯片和存储芯片等在基板上一体封装。

技术领域

本实用新型涉及红外探测器技术领域，尤其涉及一种具有微桥结构的微测辐射热计红外探测器及其制造方法。

背景技术

MEMS是一种用来实现微小集成器件或系统的技术。它采用集成电路或MEMS专有批量加工工艺进行制造，器件或系统尺寸在几微米到几毫米不等。这些器件(或系统)能够传感、控制和驱动微观尺度结构，并且在宏观尺度上产生效应。红外探测器一般是采用在CMOS电路上集成MEMS微桥结构，利用敏感材料探测层(通常为非晶硅或氧化机)吸收红外线且将其转化成电信号，据此来实现热成像功能。当前红外探测器主要发展方向为减小像元结构尺寸并增大阵列尺寸，改善探测器的图像分辨率，扩大红外探测器的应用范围。

同样灵敏度的较小的像元可以减小薄膜的应力不匹配并增强探测器分辨率；另外，对于相同的阵列规模，小的像元意味着更小的探测器及镜头尺寸，从而可以缩小红外热像仪系统的重量和尺寸。在缩小红外探测器像元尺寸方向上，现有的红外探测器材料、结构及制作工艺有待进一步的提高。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种具有小象元的微桥结构的红外探测器及其制造方法。

本实用新型提供了一种具有微桥结构的红外探测器，红外探测器依次包括基底、牺牲层、桥腿、释放保护层、金属电极、敏感材料探测层、绝缘介质层、红外吸收增强层、增强层保护层、第二释放保护层和钝化层，所述牺牲层释放之后形成部分悬空于所述基底上方的图形化的悬空结构，所述红外吸收增强层采用金属纳米材料，有效增加红外吸收率，增强信号灵敏度。

所述基底采用硅衬底，包含红外探测器的读出电路，表面形成有金属互连层。所述桥腿与所述基底金属互连层电连接。

所述牺牲层和用于作为释放牺牲层保护的释放保护层沉积在衬底上，牺牲层中通过光刻刻蚀形成通孔。

所述桥腿沉积在牺牲层的通孔内。

所述金属电极，沉积在桥腿及释放保护层之上。

所述敏感材料探测层，沉积在金属电极和释放保护层上。

所述介质绝缘层，沉积于金属电极和敏感材料探测层之上。

所述红外吸收增强层，沉积在介质绝缘层上。

所述第二释放保护层包围所述红外吸收增强层和敏感材料探测层，用以保护敏感材料探测层、红外增强层和金属电极。

红外敏感层和红外吸收增强层吸收红外光，将红外信号转换为电信号，通过电连接传递给微桥结构，通过微桥结构内的电极层传递给基底内的金属互连层，由基底内的读出电路读取，从而实现红外信号的探测。

本实用新型的结构附加红外吸收纳米材料增强层，当像元尺寸缩小导致红外吸收有效面积减小时可明显改善器件的红外吸收效果，同样象元尺寸的情况下，红外吸收效果更佳，从而有更高的灵敏度，达到同样灵敏度，仅需要较小的尺寸，从而器件反应更快，并提高单位衬底面积芯片产量，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例中红外探测器的剖面图。

图2-11为制造本实用新型实施例中红外探测器的制作方法示意图。

具体实施方式