[发明专利]复合薄膜作为红外吸收层的热电堆红外气体探测器及其加工方法

权利要求书

1.一种复合薄膜作为红外吸收层的热电堆红外气体探测器，包括SOI衬底（1）、热偶条（4）、SiO₂介质层（3）、金属连接和焊盘（7）、SiO₂隔离层（6）以及吸收层，其特征在于N/P多晶硅热偶条的冷端支撑于SOI衬底（1），吸收层悬浮设置于探测器的顶部，

SOI衬底（1）上设置对称的双隔离槽（2），两个隔离槽（2）上方分别对应设置有沿探测器的对称轴（y）排布的悬浮设置的热偶条（4），热偶条（4）的冷端设置于探测器的对称轴（y）之上并由SOI衬底（1）支撑，热偶条（4）与SOI衬底（1）之间为SiO₂介质层（3），热偶条（4）上部为SiO₂隔离层（6），SiO₂介质层（3）与SiO₂隔离层（6）厚度相等，两排热偶条的热端上方分别对应刻蚀聚酰亚胺牺牲层形成的热接触槽，SiO₂隔离层（6）之上为聚酰亚胺牺牲层释放后的空腔和热接触槽，空腔之上为整体覆盖于探测器顶部的悬浮的吸收层，吸收层仅通过热接触槽与热偶条的热端连接。

2.根据权利要求1所述的复合薄膜作为红外吸收层的热电堆红外气体探测器，其特征在于所述的SiO₂隔离层为分三次淀积的三层结构，自下而上包括下部和中部的隔离层以及上部的钝化层。

3.根据权利要求1或2所述的复合薄膜作为红外吸收层的热电堆红外气体探测器，其特征在于吸收层为包括自下而上分三次淀积的SiO₂、SiN_X以及SiO₂层。

4.一种如权利要求3所述的复合薄膜作为红外吸收层的热电堆红外气体探测器加工方法，其特征在于具体步骤如下：

（a）在SOI沉底上光刻腐蚀孔形成长方形深槽，隔离槽中填充LP TEOS；

（b）SiO₂介质层的生长,在步骤(a)中处理过的衬底上低压化学气相淀积SiO₂作为介质支撑膜；

（c） 热偶条的形成,在步骤2形成的介质膜上LPCVD生长一层多晶硅，光刻离子注入P元素后再在另一区域光刻离子注入B元素，然后光刻形成N/P型热偶条的形状；

（d）在步骤（c）完成之后，采用PECVD的方法淀一层SiO₂作为隔离层，光刻露出焊盘和吸收区的位置；

（e）在步骤（d）形成热电堆结构后淀积一层Al，光刻形成金属连接和焊盘；

（f）在步骤（e）完成之后，采用PECVD的方法淀积一层SiO₂作为隔离层，光刻露出焊盘和吸收区的位置；

（g）在完成（f）步骤后，光刻干法释放的开孔，在热电偶和吸收区之间，热电偶和焊盘之间开孔,然后进行一次光刻，对吸收区、金属连接及焊盘进行保护，同时底层介质层和顶层隔离层以及反射层对热偶条部分进行保护；

（h）在完成（g）步骤后，对聚酰亚胺进行旋涂、固化、胶联化等一系列步骤，光刻形成倒梯形热端接触槽,

（i）在完成（h）步骤后，采用PECVD分三次淀积SiO₂-SiN_X-SiO₂复合膜，然后光刻出吸收区形状，该层复合膜整体置于热电堆上方；

（j）在完成（i）步骤后，采用氧等离子体去胶的方法对聚酰亚胺进行去除,

（k）在完成（j）步骤后，采用XeF₂气体对预埋牺牲层多晶硅/非晶硅进行释放，形成悬浮的热电堆结构。