[发明专利]一种差分输出的红外探测器单元结构及制造方法

摘要

本发明公开了一种差分输出的红外探测器单元结构及制造方法，通过在现有像元的具有负温度系数的负性敏感材料层结构基础上，增加具有正温度系数的正性敏感材料层，形成红外像元的双层复合结构，可在不增加像元面积的情况下，改善MEMS红外探测器的红外吸收效果，提高MEMS红外探测器的灵敏度；在负性敏感材料层和正性敏感材料层分别设置两个金属支撑柱结构，并通过绝缘隔离层将微桥结构与金属支撑柱结构进行固定，有效增强了微桥结构的机械强度及稳定性；此外，还可在外围读出电路设置差分敏感放大器电路，将红外探测器单元结构中的一些寄生效应所产生的噪声消除，从而得到更加灵敏且低噪声的MEMS红外探测器产品。

主权项

1.一种差分输出的红外探测器单元结构，其特征在于，包括：硅衬底,其包含红外探测器的读出电路；金属反射层，设于硅衬底上，其具有金属反射图形和电连接图形；介质层，位于金属反射层各图形之间，并与金属反射层的高度一致；牺牲层和第一释放保护层，位于金属反射层和介质层上；负性敏感材料层和金属电极层，位于第一释放保护层上，所述负性敏感材料层具有负温度系数；刻蚀阻挡层，位于负性敏感材料层和金属电极层上；隔离层，位于刻蚀阻挡层上，其提供绝缘保护；正性敏感材料层，位于隔离层上，所述正性敏感材料层具有正温度系数，并与负性敏感材料层和金属电极层构成红外探测器单元的微桥结构；第一‑第四金属支撑柱，位于金属反射层和隔离层之间，其中，第一、第二金属支撑柱上端分别连接金属电极层，第三、第四金属支撑柱上端分别连接正性敏感材料层，各所述金属支撑柱下端通过电连接图形分别连接硅衬底中的读出电路；各所述金属支撑柱提供牺牲层释放后对微桥结构的支撑，以及与读出电路之间的电连接；第二释放保护层，位于正性敏感材料层上，并将其包覆。