[发明专利]一种非制冷红外3DMEMS系统结构及其制作方法

摘要

本发明涉及一种非制冷红外3D MEMS系统结构及其制作方法，涉及非制冷红外3D MEMS结构领域。目的在于采用新的MEMS结构后，解决了传统结构受像元尺寸的缩小无法解决器件平坦化的问题，以及解决了多层工艺导致金属互联困难的问题，并解决了器件像元缩小后，尽可能维持氧化钒的面积并减少了桥腿的热导，确保器件性能不降低的问题，并采用蜂窝状结构，增加了红外吸收因子。介质层中部设有凹槽，反射层位于介质层中部凹槽的上表面，反射层的上方依次为第一层牺牲层和第二层牺牲层，且所述第一层牺牲层位于介质层中部凹槽中。把第一层牺牲层结构埋在电路的介质中进行制作，有利于后面小尺寸线宽和小像元的制作。

主权项

一种非制冷红外3D MEMS系统结构，其特征在于，它包括介质层(2)、反射层(1)、第一层牺牲层(4)和第二层牺牲层(14)，所述介质层(2)中部设有凹槽，反射层(1)位于介质层(2)中部凹槽的上表面，反射层(1)的上方依次为第一层牺牲层(4)和第二层牺牲层(14)，且所述第一层牺牲层(4)位于介质层(2)中部凹槽中；所述介质层(2)用于为非制冷红外3D MEMS系统结构提供衬底；所述介质层(2)内沉积有SiO2薄膜，且在所述SiO2薄膜顶部开有窗口(3)，用于作为电路与探测器连接的接口；所述反射层(1)用于实现非制冷红外3D MEMS系统的红外反射功能；所述第一层牺牲层(4)和第二层牺牲层(14)用于承载附加功能结构，结构制作完成后，进行释放；第一层牺牲层(4)采用化学气相沉积工艺的方法沉积非晶碳薄膜实现，所述第一层牺牲层(4)的沉积厚度高于窗口(3)台阶的高度且通过CMP工艺平坦化处理后与介质层(2)的上表面平齐；第一层牺牲层(4)内部设有第一层锚点通孔(5)，第一层锚点通孔(5)内溅射有钛或氮化钛，并采用化学气相沉积钨，制作钨塞(7)，所述钨塞(7)的上表面与介质层(2)上表面平齐，所述钨塞(7)的上表面设有一层伞盖金属(8)；第一层牺牲层(4)的顶部沉积低应力氮化硅桥面底层薄膜(9)，所述氮化硅桥面底层薄膜上设有与钨塞(7)相对应的第一层通孔，所述伞盖金属(8)位于该第一层通孔中，且第一层通孔的上表面与伞盖金属(8)的上表面平齐，在伞盖金属(8)顶部设有桥金属薄膜(10)，桥金属薄膜(10)上方沉积低应力氮化硅桥面顶层薄膜(11)，且所述低应力氮化硅桥面顶层薄膜(11)与低应力氮化硅桥面底层薄膜(9)相接触，所述低应力氮化硅 桥面底层薄膜(9)、桥金属薄膜(10)和低应力氮化硅桥面顶层薄膜(11)形成三明治结构；所述三明治结构中设有ARM桥腿(12)和与第二层牺牲层(14)连接的锚点盘(13)。