[发明专利]一种红外探测器及其制备方法

说明书

本发明属于真空封装方式的结构设计与制备方法，具体涉及一种非制冷红外探测器的阵列及其真空封装方法，通过沉积、图形化、旋涂、刻蚀、镀膜等技术的使用使得微盖支撑层和增透膜层共同形成密闭微盖，在中空锚柱孔内形成支撑柱，支撑柱对微盖形成支撑，像元阵列结构整体封装在密闭微盖内，微盖内为满足探测器结构工作的真空环境，有效避免的微型真空腔腔内无支撑的问题，解决了真空腔易破裂的问题，提高了阵列级真空封装的可靠性，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及真空封装技术领域，具体涉及一种红外探测器及其制备方法。

背景技术

非制冷红外探测器在安防监控、电力检测、消防警用及军事领域均具有重要作用，其可在无需低温制冷的环境中使用，在生产、生活中较为常见；红外热成像仪能在完全黑暗的情况下探测到物体,即使在有烟雾、粉尘的情况下也不需要可见光光源。热成像仪以被动的方式探测物体发出的红外辐射，比其他带光源的主动成像系统更具有隐蔽性。非制冷红外探测器是通过焦平面阵列将吸收的红外能量，将红外能量转化为电信号的一种装置。

随着非制冷红外探测器在民用领域的更广泛应用，对探测器的尺寸、成本及性能提出了更多的要求。由于传统的金属、陶瓷封装具有体积大、成本高的特点，限制了非制冷红外探测器在更多领域的推广应用。新的晶圆级封装虽然能降低红外探测器的成本和体积，但晶圆级封装是在工艺上并非完全兼容芯片前段MEMS工艺，需要为晶圆级单独搭建一条晶圆级封装线，这在一定程度上增加了红外芯片的封装成本。

非制冷红外探测器的阵列级真空封装，是一种全新的技术，它是利用MEMS工艺技术和特殊的红外透过材料搭建出微型高真空腔体，几乎将探测器封装流程全部整合于MEMS工艺制程中，这极大地改变了目前的封装技术形态。阵列级真空封装是探测器的MEMS结构作为一个整体，封盖在采用MEMS技术制备出的微型真空腔内。阵列级真空封装技术将非制冷红外探测器的封装成本降到了极致，同时能减小探测器的体积和重量。

阵列级真空封装是在完成MEMS结构后，采用通过释放、镀膜、刻蚀等技术形成微型真空腔，确保非制冷红外探测器的焦平面阵列在真空环境下。由于微型真空腔需要将整个焦平面结构全部包围，微型真空腔若仅有四周的的支撑，将在冲击震动时易破裂和坍塌，结构稳定性差。且微型真空腔的膜层由于大面积上无支撑，在制备过程易受应力影响，膜层易破裂。

由此，目前急需有一种有效避免的微型真空腔腔内无支撑的问题，且真空腔易破裂的问题的非制冷红外探测器的阵列级真空封装结构及其制备方法的方案来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明提供一种红外探测器及其制备方法，有效避免的微型真空腔腔内无支撑的问题，解决了真空腔易破裂的问题，具有良好的应用前景。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种红外探测器的制备方法，包括以下步骤：

提供衬底；

在衬底上形成像元阵列，所述像元阵列包括多个像元，每个像元包括中空锚柱以及支撑在中空锚柱上的微桥结构；

在中空锚柱的空腔内部及上方形成支撑柱；

形成微盖结构，支撑柱对微盖结构进行支撑。

进一步的，所述在中空锚柱的空腔内部及上方形成支撑柱，具体包括：

在像元阵列上形成牺牲层，并刻蚀中空锚柱的空腔内部及上方的牺牲层材料形成通孔；

在通孔内形成支撑柱；

在形成微盖结构的过程中对所述牺牲层进行释放。

进一步的，所述在通孔内形成支撑柱具体包括：

在通孔底部形成第一种子层金属，采用电镀方式在通孔内形成支撑柱。