具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本公开实施例提供的一种红外探测器的立体结构示意图，图2为本公开实施例提供的一种红外探测器像元的立体结构示意图，图3为本公开实施例提供的一种红外探测器像元的剖面结构示意图。结合图1至图3，红外探测器包括衬底1以及位于衬底1上的电极层4 和热敏层2，电极层4位于热敏层2临近衬底1的一侧，电极层4与热敏层2接触设置。红外探测器包括多个矩阵排列的红外探测器像元 100，红外探测器像元100包括吸收板结构6、至少两个微桥柱7和至少两个梁结构8，吸收板结构6通过对应的梁结构8连接至对应的微桥柱7。

示例性地，图2以红外探测器像元100包括四个微桥柱7和两个梁结构8为例进行示意，本公开实施例对红外探测器像元100所包含的微桥柱7和梁结构8的具体数量不作限定，例如红外探测器像元100 中微桥柱7的数量也可以为两个，梁结构8的数量也可以为四个。

具体地，衬底1内设置有读出电路，读出电路用于实现红外检测电信号的采集和数据的处理，微桥柱7结构例如可以为空心柱结构，微桥柱7结构位于衬底1上，用于在衬底1上的牺牲层9释放后支撑红外探测器的梁结构8和吸收板结构6，吸收板结构6通过对应的梁结构8连接至对应的微桥柱7，即微桥柱7结构与梁结构8搭接进而实现对吸收板结构6的支撑。

具体地，热敏层2用于将红外温度检测信号转换为红外检测电信号，电极层4用于将热敏层2转换出来的红外检测电信号通过左右两侧的梁结构8传输至衬底11，图4为本公开实施例提供的一种对应吸收板结构的电极层的俯视结构示意图。结合图1至图4，电极层4对应吸收板结构6所在位置设置有两块电极41和42，两块电极41和42 分别与左右两侧的梁结构8连接，两块电极41和42分别传输红外检测电信号的正负信号，即两个梁结构8分别传输红外检测电信号的正负信号，衬底1中的读出电路通过对获取到的红外检测电信号的分析实现非接触式的红外温度检测。

结合图1至图4，设置热敏层2覆盖吸收板结构6和梁结构8所在区域，构成热敏层2的材料包括非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗中的一种或几种。

红外探测器的吸收板结构和梁结构的性能直接影响红外探测器的热响应性能，一般红外探测器的吸收板结构均需要制作单独的支撑膜层，以在红外探测器释放牺牲层后支撑整个红外探测器，但是支撑膜层的设置会导致红外探测器吸收板结构的厚度增加，导致红外探测器的热响应时间增长，影响红外探测器的红外探测性能。

本公开实施例利用热敏层2充当吸收板结构6的支撑结构，无需对应吸收板结构6制作单独的支撑膜层，即有利于减少构成吸收板结构6的膜层数量，减小吸收板结构6的厚度，进而减小吸收板结构6 的热容，降低了红外探测器的热响应时间，提高了红外探测器的热响应速率。另外，设置构成热敏层2的材料包括非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗中的一种或几种，即设置非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗等材料构成的热敏层2还覆盖梁结构8所在区域，既利用非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗等材料充当热敏材料，梁结构8中的非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗等材料又能有效降低梁结构8的热导率，提高红外探测器的热响应率。

本公开实施例还设置电极层4位于热敏层2临近衬底1的一侧，无需制作额外的钝化层以及位于热敏层2和电极层4之间的介质层，吸收板结构6上只有电极层4和热敏层2，极大地减小了吸收板结构6 的厚度，进而减小吸收板结构6的热容，进一步降低了红外探测器的热响应时间。另外，设置构成电极层4的材料至少包括钛钨合金，钛钨合金作为电极材料，导热系数小，且抗氧化性能好，利用钛钨合金制作电极层4有效提高了电极层4的抗氧化性，降低了电极材料的导热系数，且钛钨合金与氧化硅有很好的选择比，使得梁结构8上无需设置额外的介质层和钝化层，梁结构8上只有电极层和热敏层，可有效减少梁结构8上的热导材料，有利于降低梁结构8的热导，进一步提到红外探测器的热响应度。另外，吸收板结构6和梁结构8包括同种材料的热敏层2，利于简化红外探测器的制作工艺，提高红外探测器的制作良率。

可选地，结合图1至图4，可以设置构成电极层4的材料还包括镍铬合金、镍铂合金、镍硅合金、镍、铂、钨、铝、铜或金中的一种或几种。具体地，镍铬合金、镍铂合金、镍硅合金、镍、铂、钨、铝、铜或金等材料同样具有导热系数小且抗氧化性能好且与氧化硅的刻蚀选择比很好的特点，设置构成电极层4的材料还包括镍铬合金、镍铂合金、镍硅合金、镍、铂、钨、铝、铜或金中的一种或几种，同样能够有效提高电极层4的抗氧化性，降低电极材料的导热系数，使得梁结构8上无需设置额外的介质层和钝化层，可有效减少梁结构8上的热导材料，有利于降低梁结构8的热导，进一步提到红外探测器的热响应度。

目前红外探测器均是由CMOS电路和MEMS结构形成的探测器芯片结构，工艺兼容性不高，产能低，良品率低，成本高，利用CMOS 工艺将电路和传感器结构一并完成，以形成一体化的红外探测器芯片是未来的发展方向。可选地，结合图1至图4，可以设置构成衬底1 和热敏层2之间牺牲层9的材料包括氧化硅。具体地，以氧化硅作为衬底1与热敏层2之间牺牲层9的材料，有利于实现衬底1中读出电路以及整个红外探测器的CMOS工艺流片，即红外探测器可以采用 CMOS工艺进行制备，可以利用CMOS工艺形成一体化的红外探测器，有效提高了红外探测器的制备良率，降低红外探测器的制备成本。另外，构成热敏层2的材料包括非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗中的一种或几种，构成电极层4的材料至少包括钛钨合金，氧化硅与非晶硅、非晶碳、非晶锗、非晶硅锗以及钛钨合金等材料具有良好的选择刻蚀比，有利于氧化硅构成的牺牲层9的释放以形成释放后的镂空结构，避免牺牲层9的释放过程影响红外探测器中的其它膜层，优化红外探测器的红外探测性能。

需要说明的是，图3为说明红外探测器的具体结构，示例性地示出了红外探测器中的牺牲层9，在最终形成的红外探测器产品中，该牺牲层9被释放掉，即该牺牲层9不存在。

可选地，结合图1至图4，红外探测器还可以包括位于衬底1上的反射层10，反射层10与衬底1接触设置。具体地，设置红外探测器还包括位于衬底1上的反射层10，反射层10能够将照射至反射层10的红外线反射至红外探测器像元100中的吸收板结构6，配合红外探测器像元100形成的谐振腔实现红外线的二次吸收，以提高红外探测器像元100的红外吸收率。

示例性地，可以设置构成反射层10的材料包括铝、铜、钛或钨中的一种或几种，铝、铜、钛或钨材料构成的反射层10在能够实现将照射至反射层10的红外线反射至红外探测器像元100中的吸收板结构6，以提高红外探测器像元100的红外吸收率。另外，氧化硅与铝、铜、钛或钨具有良好的选择刻蚀比，设置构成反射层10的材料包括铝、铜、钛或钨中的一种或几种，有利于氧化硅构成的牺牲层9的释放以形成释放后的镂空结构，避免牺牲层9的释放过程影响红外探测器中的其它膜层，优化红外探测器的红外探测性能。

可选地，结合图1至图4，红外探测器还可以包括位于反射层10 上的保护层11，对应微桥柱7所在位置，电极层4通过贯穿保护层11 的通孔与反射层10电连接。具体地，对应微桥柱7所在位置，保护层 11对应微桥柱7所在位置形成有孔状结构，以实现电极层4通过贯穿保护层11的通孔与反射层10电连接，进而实现热敏层2转换出来的红外检测电信号传输至电极层4，再经过左右两侧的梁结构8通过微桥柱7结构传输至反射层10，反射层10电连接电极层4的部分充当连接盘状结构，进而将红外检测电信号传输至衬底1中的读出电路，读出电路进行红外检测电信号的分析和相关数据的处理，以实现红外探测器的红外探测功能。另外，保护层11能够在牺牲层9被释放掉后保护充当连接盘状结构的反射层10不被氧化和腐蚀。

示例性地，可以设置构成保护层11的材料包括氮化硅、碳化硅、氧化铝、硅或者非晶碳中的一种或几种。具体地，氮化硅、碳化硅、氧化铝、硅或者非晶碳等材料构成的保护层11能够在牺牲层9被释放掉后有效保护充当连接盘状结构的反射层10。另外，氧化硅与氮化硅、碳化硅、氧化铝、硅或者非晶碳等材料具有良好的选择刻蚀比，设置构成保护层11的材料包括氮化硅、碳化硅、氧化铝、硅或者非晶碳中的一种或几种，有利于氧化硅构成的牺牲层9的释放以形成释放后的镂空结构，避免牺牲层9的释放过程影响红外探测器中的其它膜层，优化红外探测器的红外探测性能。

本公开实施例利用热敏层2充当吸收板结构6的支撑结构，无需对应吸收板结构6制作单独的支撑膜层，且电极层4位于热敏层2临近衬底1的一侧，无需制作额外的介质层和钝化层，吸收板结构6上只有电极层4和热敏层2，极大地减小了吸收板结构6的厚度，进而减小吸收板结构6的热容，降低红外探测器的热响应时间。另外，非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗等材料构成的热敏层2还覆盖梁结构8 所在区域，有利于降低梁结构8的热导率，进一步提高红外探测器的红外响应率。另外，设置构成电极层4的材料至少包括钛钨合金，有效提高了电极层4的抗氧化性，降低了电极材料的导热系数，使得梁结构8上无需设置额外的介质层和钝化层，梁结构8上只有电极层和热敏层，可有效减少梁结构8上的热导材料，有利于降低梁结构8的热导，进一步提到红外探测器的热响应度。另外，吸收板结构6和梁结构8包括同种材料的热敏层2，利于简化红外探测器的制作工艺，提高红外探测器的制作良率。

本公开实施例还提供了一种红外探测器的制备方法，图5为本公开实施例提供的一种红外探测器的制备方法的流程示意图。红外探测器的制备方法可以用于制备如上述实施例的红外探测器。如图5所示，红外探测器的制备方法包括：

S110、在衬底上形成牺牲层。

具体地，在衬底1上形成牺牲层之前，如图6所示，先在衬底1 上形成图案化的反射层10，构成反射层10的材料可以包括铝、铜、钛或钨中的一种或几种，可以先形成整面的反射层10，再刻蚀形成相应的图案。如图7所示，在图案化的反射层10上形成图案化的保护层11，构成保护层11的材料可以包括氮化硅、碳化硅、氧化铝、硅或者非晶碳中的一种或几种，可以先形成整面的保护层11，再刻蚀形成相应的图案，使得保护层11对应微桥柱位置形成过孔110，以露出充当连接盘状结构的反射层10。如图8所示，在图案化的保护层11上形成图案化的牺牲层9，可以先形成整面的牺牲层9，再刻蚀形成相应的图案，使得牺牲层9对应微桥柱位置形成过孔90，以露出充当连接盘状结构的反射层10。

S120、在牺牲层上形成图案化的电极层；其中，电极层对应吸收板结构形成图案化结构，构成电极层的材料至少包括钛钨合金。

具体地，结合图3和图9，在牺牲层上形成图案化的电极层4，构成电极层4的材料至少包括钛钨合金，还可以包括镍铬合金、镍铂合金、镍硅合金、镍、铂、钨、铝、铜或金中的一种或几种，可以先在牺牲层9上形成整面的电极层4，对应吸收板结构6所在位置刻蚀电极层4以形成图案化的电极层4，以实现电极层4对应吸收板结构6形成图案化结构。另外，对应微桥柱7所在位置，电极层4通过贯穿保护层11的通孔与反射层10电连接。

由此，设置构成电极层4的材料至少包括钛钨合金，有效提高了电极层4的抗氧化性，降低了电极材料的导热系数，使得梁结构8上无需设置额外的介质层和钝化层，梁结构8上只有电极层和热敏层，可有效减少梁结构8上的热导材料，有利于降低梁结构8的热导，进一步提到红外探测器的热响应度。另外，吸收板结构6和梁结构8包括同种材料的热敏层，利于简化红外探测器的制作工艺，提高红外探测器的制作良率。

S130、在图案化的电极层上形成整面的热敏层，刻蚀热敏层和电极层以形成吸收板结构和梁结构；其中，热敏层对应吸收板结构和梁结构形成图案化结构，电极层对应吸收板结构和梁结构形成图案化结构，构成热敏层的材料包括非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗中的一种或几种。

具体地，结合图3和图10，在图案化的电极层4上形成整面的热敏层2，刻蚀热敏层2和电极层4以形成吸收板结构6和梁结构8，刻蚀后的热敏层2对应吸收板结构6和梁结构8形成图案化结构，刻蚀后的电极层4对应吸收板结构6和梁结构8形成图案化结构，构成热敏层2的材料包括非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗中的一种或几种。

由此，实现了热敏层2覆盖吸收板结构6和梁结构8所在区域，利用非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗等材料过程的热敏层2充当吸收板结构6的支撑结构，无需对应吸收板结构6制作单独的支撑膜层，且电极层4位于热敏层2临近衬底1的一侧，无需制作额外的介质层和钝化层，吸收板结构6上只有电极层4和热敏层2，极大地减小了吸收板结构6的厚度，进而减小吸收板结构6的热容，降低红外探测器的热响应时间。另外，非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗等材料构成的热敏层2还覆盖梁结构8所在区域，有利于降低梁结构8的热导率，提高红外探测器的响应率。

S140、释放牺牲层。

具体地，如图11所示，构成牺牲层9的材料包括氧化硅，可以利用氟化氢气体释放牺牲层9。构成热敏层2的材料包括非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗中的一种或几种，构成电极层4的材料包括钛钨合金、镍铬合金、镍铂合金、镍硅合金、镍、铂、钨、铝、铜或金中的一种或几种，构成反射层10的材料包括铝，构成保护层11的材料包括氮化硅、碳化硅、氧化铝、硅或者非晶碳中的一种或几种，这些材料均与氧化硅具有良好的选择刻蚀比，设置构成牺牲层9的材料包括氧化硅，有利于氟化氢气体释放牺牲层9，以形成图11所示的镂空结构，避免牺牲层9的释放过程影响红外探测器中的其它膜层，优化红外探测器的红外探测性能。

本公开实施例利用热敏层充当吸收板结构的支撑结构，无需对应吸收板结构制作单独的支撑膜层，且电极层位于热敏层临近衬底的一侧，无需制作额外的介质层和钝化层，吸收板结构上只有电极层和热敏层，极大地减小了吸收板结构的厚度，进而减小吸收板结构的热容，降低红外探测器的热响应时间。另外，非晶硅、非晶碳、非晶锗或非晶硅锗等材料构成的热敏层还覆盖梁结构所在区域，有利于降低梁结构的热导率，进一步提高红外探测器的红外响应率。另外，设置构成电极层的材料至少包括钛钨合金，有效提高了电极层的抗氧化性，降低了电极材料的导热系数，使得梁结构上无需设置额外的介质层和钝化层，梁结构上只有电极层和热敏层，可有效减少梁结构上的热导材料，有利于降低梁结构的热导，进一步提到红外探测器的热响应度。另外，吸收板结构和梁结构包括同种材料的热敏层，利于简化红外探测器的制作工艺，提高红外探测器的制作良率。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。