红外探测元器件及其制造方法、半导体器件与流程

专利检索2025-04-23  10


本发明涉及红外元器件,具体地涉及一种红外探测元器件及其制造方法、半导体器件。


背景技术:

1、红外探测器(又可以称为像元结构)是具有对红外信号吸收和探测作用的元器件。为了保证良好的探测精度和灵敏度,红外探测器一般会采用真空及岛桥结构来降低热导。例如,对于17um的大尺寸的像元结构,一般使用单层岛桥结构,对于12um及以下的小尺寸或更小尺寸的像元结构,一般使用双层结构岛桥结构。对于双层结构岛桥结构,第一层可以为桥面和桥臂,第二层可以增加一层桥面,用来增加吸收面积以达到良好的热容,以保证元器件具有良好的噪音等效温差(noise equivalent temperature difference,netd)。特别对于8um及以下的更小尺寸,可能需要更长的桥臂来降低热导,更大的吸收面积来增强吸收,以保证具有大尺寸像元结构的netd结果。

2、然而,当整体像元结构的尺寸缩小后,桥臂的长度增加会导致挤占热敏电阻膜的面积,导致薄膜的flicker噪声增加,影响netd,而使用更小尺寸的桥臂结构会造成元器件整体结构不稳定。


技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种红外探测元器件的制造方法,该红外探测元器件的制造方法能够减小红外探测元器件的flicker噪声。

2、为了实现上述目的,本发明实施例提供一种外探测元器件的制造方法,所述红外探测元器件的制造方法包括:在第一衬底上生长热敏电阻膜,并制备第一层热敏电阻膜结构;采用化学气象沉积,在所述第一层热敏电阻膜结构上,制备第二衬底;在所述第二衬底上生长热敏电阻膜,并制备第二层热敏电阻膜结构;以及连接所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构,形成叠层热敏电阻膜结构。

3、可选的,所述在第一衬底上生长热敏电阻膜之前,所述红外探测元器件的制造方法还包括:通过涂胶方式,在当前晶圆表面制备第一层pi层,并对所述第一层pi层进行图形化处理,以采用化学气象沉积,制备所述第一衬底。

4、可选的,在所述连接所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构之前,所述红外探测元器件的制造方法还包括:在所述第二层热敏电阻膜结构上沉积介质层;以及基于所述介质层对当前晶圆进行图形化处理,以对所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构进行开孔和布线。

5、可选的,所述对所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构进行开孔包括:对所述第二层热敏电阻膜结构进行第一次开孔;以及基于第一次开孔的位置,对所述第一层热敏电阻膜结构进行第二次开孔,使所述第一层热敏电阻膜结构的开孔小于所述第二层热敏电阻膜结构的开孔。

6、可选的,所述对所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构进行开孔和布线还包括:采用物理气相沉积,连接所述第一层热敏电阻膜结构的开孔和所述第二层热敏电阻膜结构的开孔;以及通过图形化处理,对所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构进行金属布线。

7、可选的,所述连接所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构包括:通过涂胶方式,在所述第二层热敏电阻膜结构上制备第二层pi层,并对所述第二层pi层进行图形化处理,以连接所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构。

8、可选的,所述红外探测元器件的制造方法还包括:采用化学气象沉积,制备第三衬底;以及在所述第三衬底上制备第二层岛桥结构。

9、可选的,所述在所述第三衬底上制备第二层岛桥结构包括:在所述第三衬底上生长热敏电阻膜,并制备所述第二层岛桥结构。

10、本发明实施例还提供一种红外探测元器件,所述红外探测元器件通过上所述的红外探测元器件的制造方法所制造。

11、本发明实施例还提供一种半导体器件,所述半导体器件包括上述的红外探测元器件。

12、通过上述技术方案,本发明实施例提供了制造叠层热敏电阻膜结构作为单层岛桥结构或第一层岛桥结构的方法。其中,叠层热敏电阻膜结构具有相通的衬底条件,同时具有相同的氧化钒成膜条件,上下的叠层热敏电阻膜结构可以节省平面上的面积空间,与非叠层的热敏电阻膜结构相比,相同尺寸下具有更大的平面面积,进而使制造的红外探测元器件具有更小的flicker噪声。进一步地,对于12um及8um等更小尺寸的像元结构,本发明实施例可以解决像元结构的flicker噪声问题;还可以解决小尺寸像元结构分给桥臂面积更小而造成的像元结构不稳的问题;以及小尺寸像元结构的综合噪声和桥臂无法做到较高的等效噪声温差netd的问题。

13、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。



技术特征:

1.一种红外探测元器件的制造方法,其特征在于,所述红外探测元器件的制造方法包括:

2.根据权利要求1所述的红外探测元器件的制造方法,其特征在于,所述在第一衬底上生长热敏电阻膜之前,所述红外探测元器件的制造方法还包括:

3.根据权利要求1所述的红外探测元器件的制造方法,其特征在于,在所述连接所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构之前,所述红外探测元器件的制造方法还包括:

4.根据权利要求3所述的红外探测元器件的制造方法,其特征在于,所述对所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构进行开孔包括:

5.根据权利要求4所述的红外探测元器件的制造方法,其特征在于,所述对所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构进行开孔和布线还包括:

6.根据权利要求1所述的红外探测元器件的制造方法,其特征在于,所述连接所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构包括:

7.根据权利要求1所述的红外探测元器件的制造方法,其特征在于,所述红外探测元器件的制造方法还包括:

8.根据权利要求7所述的红外探测元器件的制造方法,其特征在于,所述在所述第三衬底上制备第二层岛桥结构包括:

9.一种红外探测元器件,其特征在于,所述红外探测元器件通过权利要求1-8中任意一项所述的红外探测元器件的制造方法所制造。

10.一种半导体器件,其特征在于,所述半导体器件包括权利要求9所述的红外探测元器件。


技术总结
本发明实施例提供一种红外探测元器件及其制造方法、半导体器件,属于红外元器件技术领域。所述制造方法包括:在第一衬底上生长热敏电阻膜,并制备第一层热敏电阻膜结构;采用化学气象沉积,在所述第一层热敏电阻膜结构上,制备第二衬底;在所述第二衬底上生长热敏电阻膜,并制备第二层热敏电阻膜结构;以及连接所述第一层热敏电阻膜结构和所述第二层热敏电阻膜结构,形成叠层热敏电阻膜结构。叠层热敏电阻膜结构具有相通的衬底条件,同时具有相同的氧化钒成膜条件,上下的叠层热敏电阻膜结构可以节省平面上的面积空间,与非叠层的热敏电阻膜结构相比,相同尺寸下具有更大的平面面积,进而使制造的红外探测元器件具有更小的flicker噪声。

技术研发人员:任雅磊
受保护的技术使用者:北京安酷智芯科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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