[发明专利]一种热敏红外探测器

权利要求书

1.一种具有微桥结构的红外探测器，其特征在于红外探测器包括基底、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、增强层保护层和第二释放保护层，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微桥结构，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。

2.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于所述基底采用硅衬底，衬底内包含标准的CMOS工艺制作的红外探测器的读出电路，表面形成有金属互连层，所述桥腿与所述衬底金属互连层电连接。

3.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于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，牺牲层材料选自与CMOS工艺兼容的非晶硅，牺牲层中通过光刻刻蚀形成孔,所述桥腿沉积在牺牲层的通孔内，桥腿采用铜、铝或钨材料。

4.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于所述金属电极，沉积在桥腿及释放保护层之上，所述金属电极选自铝电极、钛电极、钽电极、上下层叠的氮化钛和钛电极或上下层叠的钽或氮化钽电极。

5.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于所述敏感材料探测层，沉积在金属电极和释放保护层上，所述红外敏感薄膜的材料为具有高电阻温度系数的薄膜材料，例如非晶硅或氧化钒等。

6.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于所述介质绝缘层，沉积于金属电极和敏感材料探测层之上，介质绝缘层作为敏感材料和红外吸收增强层之间的绝缘结构，同时也是热敏感层的一种保护层，所述绝缘介质保护层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和碳化硅，或非化学计量比的氮氧化硅、氮化硅和碳化硅中的一种或几种，或掺有硼、磷的上述材料。

7.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于所述红外吸收增强层采用金属纳米材料沉积而成，沉积在介质绝缘层上，所述金属纳米材料增强红外吸收，可以以较小面积达到较高的灵敏度，所述吸收增强层由受控密度的对准或随机取向纳米粒子层组成。

8.根据权利要求1所述的红外探测器，其特征在于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，所述第二释放保护层材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的一种或几种。

9.一种所述红外探测器的制造方法，包括以下步骤:

步骤1由标准的CMOS工艺制作红外探测器的读出电路及保护层等基底部分；

步骤2在红外探测器的读出电路上依次沉积牺牲层、释放保护层；

步骤3图形化牺牲层和第一释放保护层，形成桥腿通孔，并填充桥腿，可以使用大马士革铜互连、金属沉积等工艺；

步骤4沉积金属电极并图形化；

步骤5沉积敏感材料探测层并图形化；

步骤6在敏感材料探测层上沉积介质绝缘层；

步骤7在介质绝缘层上制造红外吸收增强层并图形化；

步骤8在红外吸收增强层上沉积第二释放保护层并图形化；

步骤9利用光刻和刻蚀制作探测器的微桥图形；

步骤10通过去除牺牲层进行器件的结构释放。