本發(fā)明涉及紅外探測(cè)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)及其制備方法的技術(shù)。

背景技術(shù)：

非制冷紅外探測(cè)器已廣泛應(yīng)用于紅外熱成像領(lǐng)域，其通過(guò)吸收紅外輻射，引起探測(cè)器熱敏薄膜溫度變化，溫度變化引起熱敏薄膜電阻發(fā)生變化，通過(guò)讀出電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)。

典型的非制冷紅外探測(cè)器包括連接柱、絕熱梁、紅外吸收器、由電極薄膜構(gòu)成的讀出電極，以及由熱敏薄膜的一部分或全部構(gòu)成的熱敏電阻。電極薄膜包含正負(fù)電極兩部分，每個(gè)部分的一端分別通過(guò)絕熱梁、連接柱電連接到襯底中的讀出電路，同時(shí)絕熱梁和連接柱也構(gòu)成熱敏薄膜的機(jī)械支撐；電極薄膜的另一端連接熱敏薄膜。絕熱梁之間的電極薄膜、熱敏薄膜以及可能的介質(zhì)薄膜部分，可統(tǒng)稱為主體橋面。

紅外探測(cè)器工作時(shí)，讀出電路通過(guò)電極薄膜對(duì)熱敏薄膜施加偏置電壓，以形成通過(guò)熱敏材料薄膜的電流。在紅外探測(cè)器接收紅外輻射時(shí)，電極薄膜吸收紅外輻射并傳導(dǎo)至熱敏材料薄膜，引起熱敏薄膜的溫度變化，從而引起熱敏薄膜的電阻率變化，通過(guò)熱敏薄膜的電流也同時(shí)發(fā)生變化，該信號(hào)通過(guò)讀出電路處理后輸出。

紅外探測(cè)器的最終性能通常取決于以下幾個(gè)因素：1)絕熱梁的熱阻；2)紅外吸收薄膜的吸收效率；3)電學(xué)噪聲，包括讀出電路本身的噪聲，以及探測(cè)器的熱敏薄膜的1/f噪聲；4)探測(cè)器的時(shí)間常數(shù)，其由絕熱梁的熱阻與薄膜的熱容決定。

現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于紅外探測(cè)器的熱敏電阻以及連接熱敏電阻的電 極的結(jié)構(gòu)方式，主要有2種：一種為“夾心”結(jié)構(gòu)，即分別作為正負(fù)極的電極薄膜位于熱敏薄膜的上下方，通過(guò)熱敏薄膜的電流沿著垂直于薄膜的方向；第二種可稱為共面電極，即正負(fù)極電極薄膜位于一個(gè)平面上，而熱敏薄膜則位于電極平面的上方或下方，通過(guò)熱敏薄膜電阻的電流沿著平行于薄膜的方向。上述第一種結(jié)構(gòu)，一般需要比較高的熱敏薄膜厚度以達(dá)到適合讀出電路處理的絕對(duì)電阻值，而厚的熱敏薄膜將導(dǎo)致探測(cè)器與襯底絕熱部分的熱容增大，即增加探測(cè)器的時(shí)間常數(shù)，目前很少應(yīng)用于成熟的探測(cè)器中。第二種電極結(jié)構(gòu)是目前的主流技術(shù)。

在具體應(yīng)用中，由于紅外探測(cè)器的電極薄膜是導(dǎo)體，因此其可同時(shí)作為紅外吸收器，以避免增加額外的紅外吸收層而導(dǎo)致更復(fù)雜的加工工藝，通過(guò)適當(dāng)控制電極薄膜的電阻以及空間排布，可優(yōu)化紅外吸收，因此，決定紅外吸收效率的參數(shù)包括電極薄膜的面積及圖形排列方式。

現(xiàn)有技術(shù)中如美國(guó)專利US5912464公開(kāi)了一種紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中的電極為交錯(cuò)排布的梳齒狀電極。如圖1所示，該結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)連接柱1、兩個(gè)絕熱梁2、電極薄膜3和熱敏薄膜4，其中，電極薄膜3位于熱敏薄膜4之上，電極薄膜3形成的正極和負(fù)極位于一個(gè)平面，W表示熱敏薄膜的有效導(dǎo)電部分的寬度，L表示熱敏材料的有效導(dǎo)電部分的長(zhǎng)度，在此，圖1中的斜線陰影部分為正極或負(fù)極，虛線部分為負(fù)極或正極。從圖1可以看出，該結(jié)構(gòu)中的熱敏薄膜4的形狀是來(lái)回彎折的。由于有效導(dǎo)體薄膜(即熱敏薄膜的有效導(dǎo)電部分)的形狀來(lái)回彎折，且同時(shí)包含了兩個(gè)正交方向(圖示水平和垂直)的長(zhǎng)條形導(dǎo)體，對(duì)所有極化方向的吸收都有利(自然界的紅外輻射為無(wú)偏振輻射，即包含了電場(chǎng)沿所有極化方向的輻射)。但這種交錯(cuò)排布電極結(jié)構(gòu)有一個(gè)固有的缺陷，在薄膜導(dǎo)體彎折部分，熱敏薄膜兩邊的電極并非完全對(duì)稱平行，即在彎折處電流是不均勻的。更嚴(yán)重的是，彎折處包含了尖端電極，在尖端位置有電流極大值，即有尖端放電現(xiàn)象。無(wú)論電流不均勻還是尖端放電，都會(huì)額外引入電學(xué)噪聲。另外， 在探測(cè)單元構(gòu)成平面陣列的情形，尖端結(jié)構(gòu)導(dǎo)致探測(cè)單元的阻值加工工藝非常敏感，增加了陣列中探測(cè)單元之間的不均勻性。而有效電阻的彎折次數(shù)越多，有效導(dǎo)體薄膜的彎折部分占比越大，引入的噪聲也就越多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)及其制備方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，包括：襯底、主體橋面，以及：

絕熱梁，用于支撐所述主體橋面懸于所述襯底上方，使得所述主體橋面與所述襯底相分離；

連接柱，用于連接所述襯底與所述絕熱梁；

其中，所述襯底朝向所述主體橋面的端面上具有紅外反射薄膜，所述主體橋面包含電極薄膜圖形和熱敏薄膜圖形，所述電極薄膜圖形包括分別由梳齒狀圖形構(gòu)成的正極圖形和負(fù)極圖形，所述正極圖形和負(fù)極圖形的梳齒交錯(cuò)排列，之間形成來(lái)回彎折的條形區(qū)域，所述條形區(qū)域包含熱敏薄膜區(qū)域以及通孔區(qū)域，其中，所述通孔區(qū)域位于所述條形區(qū)域的彎折處，將所述熱敏薄膜區(qū)域分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種用于制備如前述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的方法，其中，該方法包括以下步驟：

-在襯底上沉積紅外反射薄膜；

-確定所述紅外反射薄膜的位置并去除該位置以外的所述紅外反射薄膜；

a在所述襯底的沉積有所述紅外反射薄膜的端面上涂覆犧牲層材料，以形成犧牲層；

b在所述犧牲層上形成用于所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的連接柱的凹槽；

c在所述犧牲層上及所述凹槽內(nèi)沉積導(dǎo)體金屬薄膜，并去除所述凹槽位置以外的所述導(dǎo)體金屬薄膜，以由所述導(dǎo)體金屬薄膜構(gòu)成所述連接柱；

d在所述犧牲層上沉積電極薄膜；

-確定由所述電極薄膜形成的電極薄膜圖形的位置并去除該位置以外的所述電極薄膜，其中，所述電極薄膜圖形包括分別由梳齒狀圖形構(gòu)成的正極圖形和負(fù)極圖形，所述正極圖形和負(fù)極圖形的梳齒交錯(cuò)排列，之間形成來(lái)回彎折的條形區(qū)域；

e在所述犧牲層的形成有所述電極薄膜圖形的端面上沉積熱敏薄膜；

f確定所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的絕熱梁、主體橋面與通孔的對(duì)應(yīng)位置，去除所述對(duì)應(yīng)位置外的所述電極薄膜、所述熱敏薄膜，以形成所述絕熱梁、所述主體橋面與所述通孔，其中，所述絕熱梁用于支撐所述主體橋面懸于所述襯底上方，并通過(guò)所述連接柱與所述襯底相連，所述主體橋面包含所述電極薄膜圖形和由所述熱敏薄膜形成的熱敏薄膜圖形，所述通孔區(qū)域位于所述條形區(qū)域的彎折處，將熱敏薄膜區(qū)域分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域；

g去除所述犧牲層材料，以獲得所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，其中，所述主體橋面與所述襯底之間存在空隙。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種用于制備如前述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的方法，其中，該方法包括以下步驟：

-在襯底上沉積紅外反射薄膜；

-確定所述紅外反射薄膜的位置并去除該位置以外的所述紅外反射薄膜；

A在所述襯底的沉積有所述紅外反射薄膜的端面上涂覆犧牲層材料，以形成犧牲層；

B在所述犧牲層上形成用于所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的連接柱的凹槽；

C在所述犧牲層上及所述凹槽內(nèi)沉積導(dǎo)體金屬薄膜，并去除所述凹槽位置以外的所述導(dǎo)體金屬薄膜，以由所述導(dǎo)體金屬薄膜構(gòu)成所述連接柱；

D在所述犧牲層上沉積熱敏薄膜；

E在所述熱敏薄膜上沉積電極薄膜；

-確定由所述電極薄膜形成的電極薄膜圖形的位置并去除該位置以外的所述電極薄膜，并形成熱敏薄膜區(qū)域，其中，所述電極薄膜圖形包括分別由梳齒狀圖形構(gòu)成的正極圖形和負(fù)極圖形，所述正極圖形和負(fù)極圖形的梳齒交錯(cuò)排列，之間形成來(lái)回彎折的條形區(qū)域；

F確定所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的絕熱梁、主體橋面與通孔的對(duì)應(yīng)位置，去除所述對(duì)應(yīng)位置外的所述電極薄膜、所述熱敏薄膜，以形成所述絕熱梁、所述主體橋面、所述通孔與熱敏薄膜圖形，其中，所述絕熱梁用于支撐所述主體橋面懸于所述襯底上方，并通過(guò)所述連接柱與所述襯底相連，所述主體橋面包含所述電極薄膜圖形和熱敏薄膜圖形，所述通孔區(qū)域位于所述條形區(qū)域的彎折處，將所述熱敏薄膜區(qū)域分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域；

G去除所述犧牲層材料，以獲得所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，其中，所述主體橋面與所述襯底之間存在空隙。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，還提供了一種非制冷紅外探測(cè)器，其中，該非制冷紅外探測(cè)器包括如前述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的一種紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的還一方面，還提供了一種紅外成像儀，其中，所述紅外成像儀包括如前述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的一種紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的還一方面，還提供了一種焦平面陣列，其中，該焦平面陣列包括如前述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的一種紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的組成電極薄膜圖形的正極圖形和負(fù)極圖形的梳齒交錯(cuò)排列，之間形成來(lái)回彎折的條形區(qū)域，所述條形區(qū)域包含熱敏薄膜區(qū)域以及通孔區(qū)域，其中，所述通孔區(qū)域位于所述條形區(qū)域的彎折處，將所述熱敏薄膜區(qū)域分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電極交錯(cuò)配置所固有的不均勻電流以及尖端放電問(wèn)題，同時(shí)也在一定程度上降低了因薄膜應(yīng)力引起的探測(cè)器結(jié)構(gòu)和電性能非均勻性，使得探測(cè)器噪聲最優(yōu)，并簡(jiǎn)化了工藝流程，降低了探測(cè)器結(jié)構(gòu)的時(shí)間常數(shù)。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中的一種紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的立體示意圖；

圖3示出與圖2所示的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)立體示意圖相對(duì)應(yīng)的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)俯視圖及沿A—A截面的截面圖；

圖4示出本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)俯視圖及沿A—A截面的截面圖。

附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的立體示意圖，圖3示出與圖2所示的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)立體示意圖相對(duì)應(yīng)的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)俯視圖，其中，該紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)包括：襯底5、主體橋面，紅外反射薄膜7，以及：絕熱梁2，用于支撐所述主體橋面懸于所述襯底5上方，使得所述主體橋面與所述襯底5相分離；連接柱1，用于連接所述襯底5與所述絕熱梁2；其中，所述襯底5朝向所述主體橋面的端面上具有紅外反射薄膜7，所述主體橋面包含電極薄膜圖形3和熱敏薄膜圖形4，所述電極薄膜圖形3包括分別由梳齒狀圖形構(gòu)成的正極圖形和負(fù)極圖形，所述正極圖形和負(fù)極圖形的梳齒交錯(cuò)排列，之間形成來(lái)回彎折的條形區(qū)域，所述條形區(qū)域包含熱敏薄膜區(qū)域以及通孔區(qū)域6，其中，所述通孔區(qū)域位于所述條形區(qū)域的彎折處，將所述熱敏薄膜區(qū)域4分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域。

在此，熱敏薄膜可由非晶硅、非晶鍺硅、氧化釩等材料制成。

在此，電極薄膜可以吸收紅外輻射，其可由鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)等材料制成。

在此，絕熱梁2用于絕熱和形成電讀出回路，由電極薄膜和熱敏薄膜疊合形成，或僅包含電極薄膜。優(yōu)選地，所述絕熱梁還包含介質(zhì)薄膜。在此，所述介質(zhì)薄膜可由氧化硅、氮化硅等材料形成。

在此，所述襯底5為包含讀出電路的硅襯底或其他半導(dǎo)體襯底。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解上述襯底5僅為示例，其他現(xiàn)有的或今后可能出現(xiàn)的襯底5如可適用于本發(fā)明，也應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)范圍以內(nèi)，并在此以引用方式包含于此。在具體實(shí)施例中，襯底5的讀出電路產(chǎn)生讀出電流，該電流通過(guò)絕熱梁2和主體橋面，絕熱梁2和連接柱1一起作為襯底5的讀出電路的回路通道。

在此，所述主體橋面由絕熱梁2之間的電極薄膜和熱敏薄膜構(gòu)成，其形狀包括但不限于長(zhǎng)方形、正方形等各種形狀。優(yōu)選地，所述主體橋面還包含介質(zhì)薄膜。在此，所述介質(zhì)薄膜可由氧化硅、氮化硅等材料形成。

在此，所述連接柱1可通過(guò)機(jī)械連接、焊接等方式與所述襯底5及所述絕熱梁2相連接。在具體實(shí)施例中，連接柱1可由諸如鋁、銅、鈦等導(dǎo)體金屬材料制成。

優(yōu)選地，所述通孔區(qū)域的形狀為長(zhǎng)條形。

優(yōu)選地，所述電極薄膜圖形3和所述熱敏薄膜圖形4上下疊合并保持電接觸，形成所述電極薄膜圖形3的電極薄膜可位于形成所述熱敏薄膜圖形4的熱敏薄膜的下方，也可位于所述熱敏薄膜的上方。

優(yōu)選地，構(gòu)成正極圖形和負(fù)極圖形的所述梳齒狀圖形為單邊梳齒的梳齒狀圖形和/或雙邊梳齒的梳齒狀圖形。

為便于說(shuō)明，在此，僅以形成所述電極薄膜圖形3的電極薄膜位于形成所述熱敏薄膜圖形4的熱敏薄膜的上方情形為例，示出本發(fā)明的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，如圖2/圖3/圖4。

具體地，如圖3所示，構(gòu)成正極圖形和負(fù)極圖形的所述梳齒狀圖形為單邊梳齒的梳齒狀圖形，圖3中的斜線陰影部分為正極圖形或負(fù)極圖形，而虛線部分相應(yīng)地為負(fù)極圖形或正極圖形，正極圖形和負(fù)極圖形的梳齒交錯(cuò)排列，之間形成來(lái)回彎折的條形區(qū)域，該條形區(qū)域包含熱 敏薄膜區(qū)域以及通孔區(qū)域6，其中，所述通孔區(qū)域6位于所述條形區(qū)域的彎折處，將所述熱敏薄膜區(qū)域分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域。在此，通孔區(qū)域的設(shè)置切斷電極薄膜為正負(fù)極兩個(gè)部分，降低了紅外探測(cè)器的熱容，有利于降低時(shí)間常數(shù)，也有利于釋放薄膜應(yīng)力；另一方面，通孔區(qū)域還將正負(fù)電極之間的熱敏薄膜分割為多個(gè)規(guī)則的長(zhǎng)方形，通過(guò)并聯(lián)構(gòu)成的本發(fā)明的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的有效電阻，由于這些長(zhǎng)方形熱敏薄膜兩邊的電極薄膜相互平行，使得電流由電極薄膜均勻通過(guò)熱敏薄膜，避免了尖端放電和不均勻電流；此外，電極薄膜的上述分布有利于吸收紅外輻射；而且，本發(fā)明的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅包含必要的熱敏電阻薄膜和電阻薄膜層，工藝簡(jiǎn)單成本低。

優(yōu)選地，本發(fā)明還可任意調(diào)整熱敏電阻有效部分的幾何形狀，以適用于不同電阻率的熱敏材料。電極薄膜的分布有利于吸收紅外輻射。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，構(gòu)成正極圖形和負(fù)極圖形的所述梳齒狀圖形為單邊梳齒的梳齒狀圖形和雙邊梳齒的梳齒狀圖形構(gòu)成的混合梳齒狀圖形，如圖4所示，基于同樣原理在同樣位置設(shè)置通孔區(qū)域6，對(duì)更為復(fù)雜的交錯(cuò)電極結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了電流分布的優(yōu)化。

本發(fā)明還包括制備如圖2所示的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的方法流程。具體地，首先，在襯底上沉積紅外反射薄膜；然后，確定所述紅外反射薄膜的位置并去除該位置以外的所述紅外反射薄膜；在步驟a中，在所述襯底的沉積有所述紅外反射薄膜的端面上涂覆犧牲層材料，以形成犧牲層；在步驟b中，在所述犧牲層上形成用于所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的連接柱的凹槽；在步驟c中，在所述犧牲層上及所述凹槽內(nèi)沉積導(dǎo)體金屬薄膜，并去除所述凹槽位置以外的所述導(dǎo)體金屬薄膜，以由所述導(dǎo)體金屬薄膜構(gòu)成所述連接柱；在步驟d中，在所述犧牲層上沉積電極薄膜；接著，確定由所述電極薄膜形成的電極薄膜圖形的位置并去除該位置以外的所述電極薄膜，其中，所述電極薄膜圖形包括分別由梳齒狀圖形構(gòu)成的正極圖形和負(fù)極圖形，所述正極圖形和負(fù)極圖形的梳齒交錯(cuò)排列，之間形成來(lái)回彎折的條形區(qū)域；在步驟e中，在所述犧牲層的形成有所述電極薄膜圖形的端面上沉積熱敏薄膜；在步驟f中，確定所述紅外探測(cè) 器結(jié)構(gòu)的絕熱梁、主體橋面與通孔的對(duì)應(yīng)位置，去除所述對(duì)應(yīng)位置外的所述電極薄膜、所述熱敏薄膜，以形成所述絕熱梁、所述主體橋面與所述通孔，其中，所述絕熱梁用于支撐所述主體橋面懸于所述襯底上方，并通過(guò)所述連接柱與所述襯底相連，所述主體橋面包含所述電極薄膜圖形和由所述熱敏薄膜形成的熱敏薄膜圖形，所述通孔區(qū)域位于所述條形區(qū)域的彎折處，將熱敏薄膜區(qū)域分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域；在步驟g中，去除所述犧牲層材料，以獲得所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，其中，所述主體橋面與所述襯底之間存在空隙。

具體地，首先，在襯底上沉積紅外反射薄膜。

然后，確定所述紅外反射薄膜的位置并去除該位置以外的所述紅外反射薄膜。例如，利用圖形工藝方法，首先畫(huà)出如圖2所示的襯底5上紅外反射薄膜7的位置；然后，通過(guò)光刻、腐蝕等方法去除該位置以外的所述紅外反射薄膜，以形成紅外反射薄膜層。

在步驟a中，在所述襯底的沉積有所述紅外反射薄膜的端面上涂覆犧牲層材料，以形成犧牲層。例如，接上例，如圖2所示的襯底5的沉積有所述紅外反射薄膜7的端面上涂覆犧牲層材料，以形成犧牲層。在此，所述犧牲層材料包括但不限于如聚酰亞胺(PI)(如可溶性PI)、無(wú)定形硅(a-Si)等。

在步驟b中，在所述犧牲層上形成用于所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的連接柱的凹槽。例如，接上例，利用圖形工藝方法，首先畫(huà)出如圖2所示的襯底5上連接柱的位置；然后，通過(guò)光刻、腐蝕等方法去除該位置上的犧牲層，以形成如圖2所示的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的連接柱1所需的凹槽。

在步驟c中，在所述犧牲層上及所述凹槽內(nèi)沉積導(dǎo)體金屬薄膜，并去除所述凹槽位置以外的所述導(dǎo)體金屬薄膜，以由所述導(dǎo)體金屬薄膜構(gòu)成所述連接柱。例如，接上例，在所述犧牲層上及所述凹槽內(nèi)沉積導(dǎo)體金屬薄膜，然后利用圖形工藝方法，去除所述凹槽位置以外的所述導(dǎo)體金屬薄膜，以由所述導(dǎo)體金屬薄膜構(gòu)成如圖2所示的連接柱1。在此，所述導(dǎo)體金屬薄膜可以是鋁、銅、鈦等導(dǎo)體金屬材料形成的薄膜。

在步驟d中，在所述犧牲層上沉積電極薄膜。在此，電極薄膜可以 吸收紅外輻射，其可由鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)等材料制成。

接著，確定由所述電極薄膜形成的電極薄膜圖形的位置并去除該位置以外的所述電極薄膜，其中，所述電極薄膜圖形包括分別由梳齒狀圖形構(gòu)成的正極圖形和負(fù)極圖形，所述正極圖形和負(fù)極圖形的梳齒交錯(cuò)排列，之間形成來(lái)回彎折的條形區(qū)域。例如，利用圖形工藝方法，首先畫(huà)出如圖2所示的電極薄膜圖形3，此時(shí)，絕熱梁2處的電極薄膜是保留的；然后，通過(guò)光刻、腐蝕等方法去除電極薄膜圖形3的位置及絕熱梁2處的位置以外的電極薄膜。此時(shí)，電極薄膜圖形3包括分別由梳齒狀圖形構(gòu)成的正極圖形和負(fù)極圖形，所述正極圖形和負(fù)極圖形的梳齒交錯(cuò)排列，之間形成來(lái)回彎折的條形區(qū)域。

在步驟e中，在所述犧牲層的形成有所述電極薄膜圖形的端面上沉積熱敏薄膜。

在步驟f中，確定所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的絕熱梁、主體橋面與通孔的對(duì)應(yīng)位置，去除所述對(duì)應(yīng)位置外的所述電極薄膜、所述熱敏薄膜，以形成所述絕熱梁、所述主體橋面與所述通孔區(qū)域，其中，所述絕熱梁用于支撐所述主體橋面懸于所述襯底上方，并通過(guò)所述連接柱與所述襯底相連，所述主體橋面包含所述電極薄膜圖形和由所述熱敏薄膜形成的熱敏薄膜圖形，所述通孔區(qū)域位于所述條形區(qū)域的彎折處，將熱敏薄膜區(qū)域分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域。例如，利用圖形工藝方法，首先畫(huà)出如圖2所示的絕熱梁、主體橋面與通孔的對(duì)應(yīng)位置；然后，通過(guò)光刻、腐蝕等方法去除所述對(duì)應(yīng)位置外的所述電極薄膜、所述熱敏薄膜，以形成如圖2所示的絕熱梁2、主體橋面與通孔區(qū)域6，其中，絕熱梁2用于支撐所述主體橋面懸于襯底5上方，并通過(guò)連接柱1與襯底5相連，所述主體橋面包含所述電極薄膜圖形和由所述熱敏薄膜形成的熱敏薄膜圖形4，通孔區(qū)域6位于所述條形區(qū)域的彎折處，將熱敏薄膜區(qū)域分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域。

在步驟g中，去除所述犧牲層材料，以獲得所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，其中，所述主體橋面與所述襯底之間存在空隙，如通過(guò)氧等離子刻蝕方 法去除所述犧牲層材料，釋放所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，以獲得如圖2所示的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，其中，主體橋面與襯底5之間存在空隙。

優(yōu)選地，該方法在犧牲層上沉積電極薄膜之前，還可首先在犧牲層上沉積第一介質(zhì)薄膜；然后，在步驟d中，在所述第一介質(zhì)薄膜上沉積電極薄膜；在所述犧牲層的形成有所述電極薄膜圖形的端面上沉積熱敏薄膜之后，在所述熱敏薄膜上沉積第二介質(zhì)薄膜；接著，在步驟f中，確定所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的絕熱梁、主體橋面與通孔的對(duì)應(yīng)位置，去除所述對(duì)應(yīng)位置外的所述第一介質(zhì)薄膜、所述電極薄膜、所述熱敏薄膜和所述第二介質(zhì)薄膜，以形成所述絕熱梁、所述主體橋面與所述通孔，其中，所述絕熱梁用于支撐所述主體橋面懸于所述襯底上方，并通過(guò)所述連接柱與所述襯底相連，所述主體橋面包含所述電極薄膜圖形和由所述熱敏薄膜形成的熱敏薄膜圖形，所述通孔區(qū)域位于所述條形區(qū)域的彎折處，將熱敏薄膜區(qū)域分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域。此時(shí)形成的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的主體橋面還包括了第一介質(zhì)薄膜和第二介質(zhì)薄膜，有利于薄膜應(yīng)力平衡。

優(yōu)選地，第一介質(zhì)薄膜和第二介質(zhì)薄膜可由氧化硅、氮化硅等材料形成。

在此，通過(guò)以上先沉積電極薄膜后沉積熱敏薄膜形成了如圖2所示的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還包括制備如圖2所示的紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的另一種方法流程。具體地，首先，在襯底上沉積紅外反射薄膜；然后，確定所述紅外反射薄膜的位置并去除該位置以外的所述紅外反射薄膜；在步驟A中，在所述襯底的沉積有所述紅外反射薄膜的端面上涂覆犧牲層材料，以形成犧牲層；在步驟B中，在所述犧牲層上形成用于所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的連接柱的凹槽；在步驟C中，在所述犧牲層上及所述凹槽內(nèi)沉積導(dǎo)體金屬薄膜，并去除所述凹槽位置以外的所述導(dǎo)體金屬薄膜，以由所述導(dǎo)體金屬薄膜構(gòu)成所述連接柱；在步驟D中，在所述犧牲層上沉積熱敏薄膜；在步驟E中，在所述熱敏薄膜上沉積電極薄膜；接著，確定由所述電極薄膜形成的電極薄膜圖形的位置并去除該位置以外的所述電極薄 膜，并形成熱敏薄膜區(qū)域，其中，所述電極薄膜圖形包括分別由梳齒狀圖形構(gòu)成的正極圖形和負(fù)極圖形，所述正極圖形和負(fù)極圖形的梳齒交錯(cuò)排列，之間形成來(lái)回彎折的條形區(qū)域；在步驟F中，確定所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)的絕熱梁、主體橋面與通孔的對(duì)應(yīng)位置，去除所述對(duì)應(yīng)位置外的所述電極薄膜、所述熱敏薄膜，以形成所述絕熱梁、所述主體橋面、所述通孔與熱敏薄膜圖形，其中，所述絕熱梁用于支撐所述主體橋面懸于所述襯底上方，并通過(guò)所述連接柱與所述襯底相連，所述主體橋面包含所述電極薄膜圖形和熱敏薄膜圖形，所述通孔區(qū)域位于所述條形區(qū)域的彎折處，將所述熱敏薄膜區(qū)域分割為多個(gè)獨(dú)立的長(zhǎng)方形區(qū)域；在步驟G中，去除所述犧牲層材料，以獲得所述紅外探測(cè)器結(jié)構(gòu)，其中，所述主體橋面與所述襯底之間存在空隙。

在此，需要說(shuō)明的是，以上先沉積熱敏薄膜后沉積電極薄膜的工藝方法與前述先沉積電極薄膜后沉積熱敏薄膜的工藝方法類似，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在此不再贅述，并以引用的方式包含于此。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟，單數(shù)不排除復(fù)數(shù)。裝置權(quán)利要求中陳述的多個(gè)單元或裝置也可以由一個(gè)單元或裝置通過(guò)軟件或者硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一，第二等詞語(yǔ)用來(lái)表示名稱，而并不表示任何特定的順序。