[发明专利]面向医疗领域的半导体硅基的混合成像芯片及其制备方法

说明书

本申请提供一种面向医疗领域的半导体硅基的混合成像芯片及其制备方法，混合成像芯片包括半导体衬底和至少一个像素单元，每个像素单元包括微桥结构、电连接支撑柱及梁结构，微桥结构包括从上到下依次层叠布置的上介质层、第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层及下介质层，第二半导体层的厚度大于第一半导体层的厚度，第二半导体层的厚度大于第三半导体层的厚度，通过如此设置可减少噪声。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种面向医疗领域的半导体硅基的混合成像芯片及其制备方法。

背景技术

混合成像芯片涉及半导体技术领域，其是一种热探测器，其原理是在半导体衬底内设置可见光吸收区，检测光经过半导体衬底底部射入后，经过可见光吸收区吸收，再照射到微桥结构上，利用微桥结构吸收红外线，并产生电阻、电容等信号的变化。

然而，当微桥结构内设有用于检测红外光强度的敏感层时，所检测到敏感层上的信号中存在较大的噪声。

发明内容

本申请一实施例提供一种面向医疗领域的半导体硅基的混合成像芯片，混合成像芯片包括半导体衬底和至少一个像素单元，每个像素单元包括：微桥结构、电连接支撑柱以及梁结构；

其中，电连接支撑柱位于半导体衬底上，电连接支撑柱通过梁结构支撑微桥结构，并将微桥结构上的第一电信号引出到半导体衬底内；

微桥结构包括从上到下依次层叠布置的上介质层、第一半导体层、第二半导体层、第三半导体层以及下介质层；第二半导体层的厚度大于第一半导体层的厚度，第二半导体层的厚度大于第三半导体层的厚度。

在一实施例中，第二半导体层的离子掺杂浓度大于第一半导体层的离子掺杂浓度，第二半导体层的离子掺杂浓度大于第三半导体层的离子掺杂浓度。

在一实施例中，第一半导体层和第三半导体层为N型半导体层，第二半导体层为P型半导体层。

在一实施例中，微桥结构上开设有第一电极孔和第二电极孔；

第一电极孔位于上介质层、第一半导体层以及第二半导体层内；第二电极孔位于上介质层、第一半导体层以及第二半导体层内；

微桥结构还包括第一电极和第二电极；第一电极位于第一电极孔内，第二电极位于第二电极孔内。

在一实施例中，第一电极孔和第二电极孔均呈倒梯形；

第一电极孔的底部到第三半导体层的下表面的距离大于第一预设距离阈值；第二电极孔的底部到第三半导体层的下表面的距离大于第一预设距离阈值；

且第一电极与第一半导体层之间的接触面低于第一半导体层的上表面；且第二电极与第一半导体层之间的接触面低于第一半导体层的上表面。

在一实施例中，梁结构包括第一蛇形梁、第二蛇形梁、第三蛇形梁以及第四蛇形梁；电连接支撑柱包括第一支撑柱、第二支撑柱、第三支撑柱、第四支撑柱、第五支撑柱以及第六支撑柱；

第一蛇形梁和第二蛇形梁位于第一平面，第三蛇形梁和第四蛇形梁位于第二平面，微桥结构位于第三平面；第三平面、第二平面和第一平面从上到下依次设置；且第一蛇形梁在半导体衬底上的投影和第三蛇形梁在半导体衬底上的投影部分重叠，第二蛇形梁在半导体衬底上的投影和第四蛇形梁在半导体衬底上的投影部分重叠；

第一支撑柱的第一端位于半导体衬底上，第一支撑的第二端与第一蛇形梁的第一端连接，第一蛇形梁的第二端与第三支撑柱的第一端连接，第三支撑柱的第二端与第三蛇形梁的第一端连接，第三蛇形梁的第二端与第五支撑柱的第一端连接，第五支撑柱的第二端支撑微桥结构；