[发明专利]一种晶圆级封装的红外热电堆阵列传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种晶圆级封装的红外热电堆阵列传感器，包括由传感器晶圆与滤光片晶圆组成的红外热电堆阵列传感器，其特征在于传感器晶圆上设有热隔离槽、导电通孔和A隔离墙，滤光片晶圆上设有B隔离墙，传感器晶圆与滤光片晶圆键通过设置在两隔离墙上的键合层键合在一起，封装成红外热电堆阵列传感器；

所述导电通孔与热电堆传感器的PAD器件相连接，将其引入到晶圆背面；所述A隔离墙设置在热隔离槽内，将热电堆像素包围；所述热隔离槽设置在两相邻的热电堆像素之间，使每个像素之间被A隔离墙所隔离；所述A隔离墙和B隔离墙的墙表面分别设有反射层，其顶部设有键合层，两键合层将传感器晶圆与滤光片晶圆通过真空热压键合在一起，封装成红外热电堆阵列传感器。

2.根据权利要求1所述晶圆级封装的红外热电堆阵列传感器，其特征在于所述反射层可将红外辐射反射到热电堆像素的吸收层。

3.根据权利要求1所述晶圆级封装的红外热电堆阵列传感器，其特征在于所述A隔离墙与B隔离墙为两两对应分别设置，并可通过改变隔离墙高度调整传感器的视角。

4.一种权利要求1所述晶圆级封装的红外热电堆阵列传感器的制备方法，其特征在于红外热电堆阵列传感器的制备具体包括以下步骤：

步骤1：在传感器晶圆表面生成钝化层；

步骤2：采用干法或湿法刻蚀制备热隔离槽和通孔；

步骤3：使用导电金属对通孔进行填充，并在热隔离槽内生长A隔离墙；

步骤4：在钝化层依次表面生成第一热电偶层、绝缘层、第二热电偶层、吸收层，同时底层的A隔离墙继续生长；

步骤5：继续生长底层的A隔离墙，使其达到设计高度；

步骤6：在A隔离墙表面生成反射层，墙顶部生成A键合层；

步骤7：在传感器晶圆背面生成PAD器件，使其与导电通孔形成电连接；

步骤8：在滤光片晶圆表面生成B键合层或生成B隔离墙，其墙壁表面生成B反射层，墙顶部生成B键合层；

步骤9：将传感器晶圆和滤光片晶圆的两键合层通过真空热压键合在一起；

步骤10：在传感器晶圆背面刻蚀出空腔，释放出热电堆像素的结构。

5.根据权利要求4所述晶圆级封装的红外热电堆阵列传感器的制备方法，其特征在于所述第一热电偶层为多晶硅层，所述第二热电偶层为铝层；所述吸收层为氮化硅层。

6.根据权利要求4所述晶圆级封装的红外热电堆阵列传感器的制备方法，其特征在于所述滤光片晶圆为硅晶圆或镀增透膜的硅晶圆，且增透膜的透射波段不限，所述传感器晶圆为硅晶圆。

7.根据权利要求4所述晶圆级封装的红外热电堆阵列传感器的制备方法，其特征在于所述通孔为TSV技术制备且与PAD相连，将热电堆传感器信号引入到传感器晶圆的背面，使其能够通过表面贴片技术与后端电路的PCB板相连接。

8.根据权利要求4所述晶圆级封装的红外热电堆阵列传感器的制备方法，其特征在于所述热电堆像素的释放为背部刻蚀，热电堆像素的数量取决于阵列传感器的阵列数。

9.根据权利要求4所述晶圆级封装的红外热电堆阵列传感器的制备方法，其特征在于所述A键合层和B键合层为兼容CMOS工艺的材料。