红外探测器及其制备方法

文档序号:1940382 发布日期:2021-12-07 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 红外探测器及其制备方法 (Infrared detector and preparation method thereof ) 是由 康晓旭 蒋宾 于 2021-09-08 设计创作,主要内容包括:本申请提供一种红外探测器及其制备方法,涉及红外探测器技术领域,该红外探测器包括基底、牺牲层以及微桥结构;牺牲层设置在基底上,牺牲层内设置有连接孔;微桥结构的部分设置在所述连接孔内,且位于该连接孔内的所述微桥结构与设置在所述基底内的电路电连接。本申请通过对微桥结构进行改进,使得微桥结构包括层叠设置的第一导电层和第二导电层,与相关技术中,微桥结构仅包括一层导电层的技术方案相比,增加了微桥结构的厚度,进而降低了微桥结构的电阻,提高了红外探测器的性能。(The application provides an infrared detector and a preparation method thereof, relating to the technical field of infrared detectors, wherein the infrared detector comprises a substrate, a sacrificial layer and a microbridge structure; the sacrificial layer is arranged on the substrate, and a connecting hole is formed in the sacrificial layer; part of the micro-bridge structure is arranged in the connecting hole, and the micro-bridge structure in the connecting hole is electrically connected with the circuit arranged in the substrate. This application is through improving the microbridge structure for the microbridge structure is including range upon range of first conducting layer and the second conducting layer that sets up, and in the correlation technique, the microbridge structure only includes the technical scheme of one deck conducting layer and compares, has increased the thickness of microbridge structure, and then has reduced the resistance of microbridge structure, has improved infrared detector&#39;s performance.)

红外探测器及其制备方法

技术领域

本申请涉及半导体技术领域,尤其涉及一种红外探测器及其制备方法。

背景技术

红外探测器是将入射的红外辐射信号变成电信号输出的器件,红外探测器通常包括集成电路(Integrated Circuit,简称IC)、微桥结构以及设置在微桥结构的表面上的器件,其中,IC为红外信号处理电路,微桥结构为感应红外的器件,该微桥结构通常包括支撑部分和微桥桥面部分,支撑部分用于实现电信号的连接和支撑作用,微桥桥面部分用于红外信号感应。

在制作微桥结构时,通常是在基底上形成牺牲层,并在牺牲层内形成连接孔,然后在连接孔内形成微桥结构,该微桥结构延伸至连接孔外,并覆盖在牺牲层上,利用微桥结构实现基底中集成电路以及后续形成导电层上的器件之间的电连接。

但是,上述微桥结构的电阻较高,降低红外探测器的性能。

发明内容

鉴于上述问题,本申请实施例提供一种红外探测器及其制备方法,降低了微桥结构的电阻,提高了红外探测器的性能。

为了实现上述目的,本申请实施例提供如下技术方案:

本申请实施例的第一方面提供一种红外探测器,其包括:包括基底、牺牲层以及微桥结构;

所述牺牲层设置在所述基底上,所述牺牲层内设置有连接孔;

所述微桥结构的部分设置在所述连接孔内,且位于该连接孔内的所述微桥结构与设置在所述基底内的电路电连接,其中,所述微桥结构包括层叠设置的第一导电层和第二导电层,所述第一导电层与所述连接孔的内壁连接。

如上所述的红外探测器,其中,所述第一导电层包括第一支撑层以及与所述第一支撑层连接的第一桥面,所述第一桥面覆盖在部分所述牺牲层上;

所述第一支撑层设置所述连接孔内,且所述第一支撑层背离所述第一桥面的端部的顶面低于所述牺牲层的顶面。

如上所述的红外探测器,其中,所述第二导电层包括第二支撑层以及与所述第二支撑层连接的第二桥面,所述第二桥面设置在所述第一桥面上;

所述第二支撑层设置在所述连接孔内,且所述第二支撑层背离所述第二桥面的端部的顶面与所述第一支撑层背离所述第一桥面的端部的顶面平齐。

如上所述的红外探测器,其中,所述第二桥面在所述基底上的投影面积小于所述第一桥面在所述基底上的投影面积。

如上所述的红外探测器,其中,还包括介质层,所述介质层填充满所述第二导电层围成区域内,所述介质层的顶面与所述第二桥面的顶面平齐。

如上所述的红外探测器,其中,所述第二导电层设置在所述连接孔内,且以垂直于所述基底的截面为纵截面,所述第二导电层的纵截面为U型,所述第二导电层的端部的顶面低于所述牺牲层的顶面。

如上所述的红外探测器,其中,所述第一导电层设置在所述连接孔内,且所述第一导电层的端部的顶面低于所述牺牲层的顶面;

所述第二导电层覆盖在所述第一导电层上,且所述第二导电层的一端延伸至所述连接孔外,并覆盖在部分所述牺牲层上。

如上所述的红外探测器,其中,所述第一导电层包括依次层叠设置的两个子导电层,两个所述子导电层的材质不同。

如上所述的红外探测器,其中,所述红外探测器还包括保护层,所述保护层覆盖在所述牺牲层和所述微桥结构的顶面上;

或者,所述保护层覆盖在所述牺牲层、所述微桥结构以及部分介质层的顶面上。

本申请实施例的第二方面提供一种红外探测器的制备方法,其包括如下的步骤:

提供基底;

在所述基底上形成牺牲层,所述牺牲层内具有连接孔,所述连接孔暴露出部分所述基底;

形成微桥结构,所述微桥结构的部分设置在所述连接孔内,且所述微桥结构包括层叠设置的第一导电层和第二导电层,所述第一导电层与所述连接孔的内壁连接。

如上所述的红外探测器的制备方法,其中,在所述基底上形成牺牲层的步骤中包括:

在所述牺牲层上形成掩膜层;

图形化所述掩膜层,以在所述掩膜层内形成间隔设置的多个掩膜开口;

去除暴露在每个所述掩膜开口内的牺牲层,以在所述牺牲层内形成间隔设置的多个连接孔;

形成微桥结构的步骤中,包括:

形成多个微桥结构,每个所述微桥结构的部分设置在其中一个所述连接孔内。

如上所述的红外探测器的制备方法,其中,形成多个微桥结构的步骤,包括:

在所述连接孔内形成依次层叠设置的第一初始导电层和第二初始导电层,所述第一初始导电层和所述第二初始导电层均延伸至所述连接孔外,并覆盖在所述牺牲层上;

去除部分所述第一初始导电层和部分所述第二初始导电层,被保留下来的所述第一初始导电层构成第一导电层,被保留下来的所述第二初始导电层构成第二导电层,所述第一导电层和所述第二导电层中至少之一延伸至所述连接孔外,并覆盖在部分所述牺牲层。

如上所述的红外探测器的制备方法,其中,在所述连接孔内形成依次层叠设置的第一初始导电层和第二初始导电层的步骤之后,去除部分所述第一初始导电层和部分所述第二初始导电层的步骤之前,所述制备方法还包括:

在所述第二初始导电层围成的区域内形成介质层,所述介质层的顶面与所述第二初始导电层的顶面平齐;

在所述第二初始导电层和所述介质层上形成第一光刻胶层,所述第一光刻胶层内具有第一开口,所述第一开口暴露出相邻的所述介质层之间的区域和每个所述介质层的部分区域。

如上所述的红外探测器的制备方法,其中,去除部分所述第一初始导电层和部分所述第二初始导电层的步骤,包括:

去除暴露在所述第一开口内的部分所述第一初始导电层和部分所述第二初始导电层,以使相邻的介质层之间形成填充区,被保留下来的所述第一初始导电层构成第一中间导电层,被保留下来的所述第二初始导电层构成第二中间导电层,所述第一中间导电层位于所述连接孔内的端部的顶面与和所述第二中间导电层位于所述连接孔内的端部的顶面平齐,并低于所述牺牲层的顶面;

去除所述第一光刻胶层;

去除位于所述牺牲层上的部分所述第一中间导电层和部分所述第二中间导电层,被保留下来的第一中间导电层构成第一导电层,被保留下来的所述第二中间导电层构成第二导电层,位于所述牺牲层上的所述第一导电层的面积大于位于所述牺牲层上的所述第二导电层的面积。

如上所述的红外探测器的制备方法,其中,去除位于所述牺牲层上的部分所述第一中间导电层和部分所述第二中间导电层的步骤中,包括:

在所述填充区内形成第二光刻胶层,所述第二光刻胶层延伸至所述填充区外,并覆盖介质层上和部分所述第二中间导电层上,所述第二光刻胶层在所述基底上具有第一投影区域;

去除未被所述第二光刻胶层遮挡住的第二中间导电层,保留下来的所述第二中间导电层构成第二导电层;

去除第二光刻胶层;

在所述填充区内形成第三光刻胶层,所述第三光刻胶层延伸至所述填充区外,并覆盖介质层上、所述第二导电层以及部分所述第一中间导电层上,所述第三光刻胶层在所述基底上具有第二投影区域,所述第二投影区域的面积大于所述第一投影区域的面积;

去除未被所述第三光刻胶层遮挡住的所述第一中间导电层,保留下来的所述第一中间导电层构成第一导电层,所述第一导电层与所述第二导电层在所述牺牲层上的部分形成台阶。

如上所述的红外探测器的制备方法,其中,去除部分所述第一初始导电层和部分所述第二初始导电层的步骤,包括:

在所述第二初始导电层围成的区域内形成第四光刻胶层,所述第四光刻胶层的顶面与所述第二初始导电层的顶面平齐;

去除未被所述第四光刻胶层遮挡住的所述第二初始导电层,以及去除位于所述连接孔的侧壁上的部分所述第二初始导电层,被保留下来的所述第二初始导电层构成第二导电层,所述第二导电层的纵截面形状为U型;

去除所述第四光刻胶层;

在所述第二导电层与所述第一初始导电层围成的区域内形成第五光刻胶层,所述第五光刻胶层还覆盖在所述第一初始导电层上;

图形化所述第五光刻胶层,以在所述第五光刻胶层内形成第二开口,所述第二开口暴露出相邻的两个所述连接孔之间的区域以及部分所述第一初始导电层;

去除暴露在所述第二开口内的所述第一初始导电层,被保留下来的所述第一初始导电层构成所述第一导电层,所述第一导电层包括第一支撑层和与所述第一支撑层连接的第一桥面,所述第一桥面设置在所述牺牲层上,所述第一支撑层的纵截面形状为U型。

如上所述的红外探测器的制备方法,其中,形成多个微桥结构的步骤,包括:

在所述连接孔内形成第一初始导电层,所述第一初始导电层覆盖在所述牺牲层上;

去除位于所述牺牲层上以及位于所述连接孔内的部分所述第一初始导电层,被保留下来的所述第一初始导电层构成第一导电层,所述第一导电层的纵截面形状为U型,且所述第一导电层的端部的顶面低于所述牺牲层的顶面;

在所述第一导电层上形成第二导电层,所述第二导电层的一端延伸至所述连接孔外,并覆盖在部分所述牺牲层上。

如上所述的红外探测器的制备方法,其中,所述第一导电层包括依次层叠设置的两个子导电层,两个所述子导电层的材质不同。

如上所述的红外探测器的制备方法,其中,在所述第一导电层形成第二导电层的步骤,包括:

在所述第一导电层上形成第二初始导电层,所述第二初始导电层还覆盖在所述牺牲层上;

形成第六光刻胶层,所述第六光刻胶层内具有第三开口,所述第三开口暴露出位于相邻的连接孔之间的第二初始导电层和剩余所述第二初始导电层中的部分;

去除暴露在所述第三开口内的第二初始导电层,被保留下来的所述第二初始导电层构成第二导电层。

如上所述的红外探测器的制备方法,其中,在形成多个微桥结构的步骤之后,所述制备方法还包括:

在所述第二导电层上形成初始保护层,所述初始保护层还覆盖在所述牺牲层上;

去除位于相邻的连接孔之间所述牺牲层上的初始保护层,被保留下来的所述初始保护层构成保护层。

本申请实施例提供的红外探测器及其制备方法中,通过对微桥结构进行改进,使得微桥结构包括层叠设置的第一导电层和第二导电层,与相关技术中,微桥结构仅包括一层导电层的技术方案相比,增加了微桥结构的厚度,进而降低了微桥结构的电阻,提高了红外探测器的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法的工艺流程图;

图2为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成基底和牺牲层的结构示意图;

图3为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第一初始导电层和第二初始导电层的结构示意图;

图4为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成初始介质层的结构示意图;

图5为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成介质层的结构示意图;

图6为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第一光刻胶层的结构示意图;

图7为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第一中间导电层和第二中间导电层的结构示意图;

图8为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中去除第一光刻胶层的结构示意图;

图9为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第二光刻胶层的结构示意图;

图10为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第二导电层的结构示意图一;

图11为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第三光刻胶层的结构示意图;

图12为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第二导电层的结构示意图一;

图13为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第四光刻胶层的结构示意图;

图14为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第二导电层的结构示意图二;

图15为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第五光刻胶层的结构示意图;

图16为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第一导电层的结构示意图二;

图17为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第一导电层的结构示意图三;

图18为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第二初始导电层的结构示意图二;

图19为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第六光刻胶层的结构示意图;

图20为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第二初始导电层结构图三;

图21为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成初始保护层的结构示意图一;

图22为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成初始保护层的结构示意图二;

图23为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成初始保护层的结构示意图三;

图24为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成保护层的结构示意图一;

图25为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成保护层的结构示意图二;

图26为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成保护层的结构示意图三;

图27为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中形成第七光刻胶层的结构示意图;

图28为本申请实施例提供的红外探测器的制备方法中去除部分初始保护层的结构示意图。

附图标记说明:

10:基底;20:牺牲层;21:连接孔;30:微桥结构;31:第一导电层;311:第一支撑层;312:第一桥面;313:子导电层;32:第二导电层;321:第二支撑层;322:第二桥面;33:第一初始导电层;34:第二初始导电层;35:第一中间导电层;36:第二中间导电层;40:介质层;41:填充区;42:初始介质层;50:保护层;51:初始保护层;60:第一光刻胶层;61:第一开口;70:第二光刻胶层;80:第三光刻胶层;90:第四光刻胶层;100:第五光刻胶层;101:第二开口;110:第六光刻胶层;111:第三开口;120:第七光刻胶层;121:第四开口。

具体实施方式

正如背景技术所述,相关技术中的微桥结构存在电阻大的技术问题,经发明人研究发现,出现这种问题的原因在于,微桥结构通常包括一层导电层,且该导电层采用厚度较薄的铝薄膜制成,使得导电层的电阻较大,进而增加微桥结构的电阻,降低红外探测器的性能。

针对上述技术问题,在本申请实施例中,通过对微桥结构进行改进,使得微桥结构包括层叠设置的第一导电层和第二导电层,与相关技术中,微桥结构仅包括一层导电层的技术方案相比,增加了微桥结构的厚度,进而降低了微桥结构的电阻,提高了红外探测器的性能。

为了使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,均属于本申请保护的范围。

如图1所示,本申请实施例提供一种红外探测器的制备方法,包括如下步骤:

步骤S100:提供基底。

示例性地,如图2所示,基底10作为红外探测器的支撑部件,用于支撑设在其上的其他部件,其中,基底10可以由半导体材料制成,半导体材料可以为硅、锗、硅锗化合物以及硅碳化合物中的一种或者多种。

步骤S200:在基底上形成牺牲层,牺牲层内具有连接孔,连接孔暴露出部分基底。

在本实施例中,连接孔的个数可以依据红外探测器的结构进行设置,例如,连接孔的个数可以为一个,也可以为多个,当连接孔21的个数为多个时,可以采用如下的工艺进行制备:

首先,可以利用沉积工艺在基底10上形成牺牲层20,比如利用化学气相沉积工艺或者物理气相沉积工艺在基底10上形成牺牲层20。

然后,在牺牲层20上形成掩膜层(图中未示出)。

之后,图形化掩膜层,以在掩膜层内形成间隔设置的多个掩膜开口。

利用刻蚀气体或者刻蚀液,去除暴露在每个掩膜开口内的牺牲层20,以在牺牲层20内形成多个连接孔21,多个连接孔21可以沿第一方向间隔设置,且每个连接孔21可以暴露出基底10的部分,其结构如图2所示。

在本实施例中,第一方向可以为图2中X方向。

其中,牺牲层20的材质可以包括二氧化硅或者聚酰亚胺等绝缘材质。

步骤S300:形成微桥结构,微桥结构的部分设置在连接孔内,且微桥结构包括层叠设置的第一导电层和第二导电层,第一导电层与连接孔的内壁连接。

在本实施例中,当连接孔的个数为一个时,微桥结构的个数也为一个,当连接孔的个数为多个时,微桥结构的个数也为多个,为了方便描述,以下的实施例以连接孔的个数为多个为例进行叙述。

需要说明的是,微桥结构的部分设置在连接孔内,可以理解为只有部分的微桥结构设置在连接孔内,并不是全部的微桥结构都设置在连接孔内。

示例性地,如图3所示,在连接孔21内形成依次层叠设置的第一初始导电层33和第二初始导电层34,第一初始导电层33和第二初始导电层34均延伸至连接孔21外,并覆盖在牺牲层20上。

在本实施例中可以利用原子层沉积工艺在连接孔21内形成第一初始导电层33和第二初始导电层34,其中,第一初始导电层33的材质可以包括氮化钛等导电材料,第二初始导电层34的材质可以包括铝或钨等导电材料。

待形成第一初始导电层33和第二初始导电层34之后,去除部分第一初始导电层33和部分第二初始导电层34,被保留下来的第一初始导电层33构成第一导电层31,被保留下来的第二初始导电层34构成第二导电层32,第一导电层31和第二导电层32中至少之一延伸至连接孔21外,并覆盖在牺牲层20。

需要说明的是,在本实施例中,可以是第一导电层31和第二导电层32同时延伸至连接孔21外,也可以是第一导电层31和第二导电层32中的其一延伸至连接孔,至于第一导电层和第二导电层以何种形式设置,下面将结合附图对第一导电层和第二导电层的位置关系进行详细的阐述。

作为微桥结构的一种可行的制备方式,如图4和图5所示,在第二初始导电层34围成的区域内形成初始介质层42,然后利用化学机械抛光工艺平坦化初始介质层42,被保留的初始介质层42构成介质层40,其中,介质层40的顶面与第二初始导电层34的顶面平齐。

待平坦化初始介质层42之后,如图6所示,可以通过涂覆方式,在第二初始导电层34和介质层40上形成一定厚度的第一光刻胶层60,然后再利用曝光、显影或者刻蚀方式图形化第一光刻胶层60,使得第一光刻胶层内形成第一开口61,第一开口61暴露出相邻的介质层40之间的区域和每个介质层40的部分区域。

以图6所示的方位为例,本实施例中基底内设置有两个连接孔和用于分隔两个连接孔的三个凸起,为了方便描述第一开口暴露的区域,可以从左往右将三个凸起分别记为第一个凸起、第二个凸起以及第三个凸起,第一开口可以暴露出第二个凸起以及位于第二个凸起的左右两侧的两个连接孔内的部分区域。

由于第二初始导电层34的反射率较大,因此,在去除部分第一初始导电层33和第二初始导电层34时,很难去除掉位于第二个凸起上的第二初始导电层和第一初始导电层,因此,本实施例通过在第二初始导电层所围成的区域内形成介质层,利用介质层的反射率较小,可以将第一开口的尺寸设计的较大,使得第一开口所暴露的区域的面积也增大,这样后续通过高选择比的湿法工艺,去除该区域内的第一初始导电层和第二初始导电层时,可以通过介质层对其他区域的第一初始导电层和第二初始导电层进行保护,防止刻蚀液损伤其他区域金属,进而解决了传统方案尺寸较小、反射较强引起的光刻问题。

待形成第一开口之后,如图7所示,利用刻蚀液或者刻蚀气体,去除暴露在第一开口61内的部分第一初始导电层33和部分第二初始导电层34,以使相邻的介质层40之间形成填充区41,被保留下来的第一初始导电层33构成第一中间导电层35,被保留下来的第二初始导电层34构成第二中间导电层36,第一中间导电层35和第二中间导电层36位于连接孔的端部的顶面平齐,并低于牺牲层20的顶面,即,暴露在填充区41内的第一中间导电层35的顶面与第二中间导电层36的顶面平齐。

之后,如图8所示,利用清洗液去除第一光刻胶层60。

最后,去除位于牺牲层20上的部分第一中间导电层35和部分第二中间导电层36,被保留下来的第一中间导电层35构成第一导电层31,被保留下来的第二中间导电层36构成第二导电层32,位于牺牲层20上的第一导电层31的面积大于位于牺牲层20上的第二导电层32的面积。

示例性地,如图9所示,首先,在填充区41内形成第二光刻胶层70,第二光刻胶层70延伸至填充区41外,并覆盖在介质层40上和部分第二中间导电层36上,第二光刻胶层70在基底10上具有第一投影区域。

其次,如图10所示,利用刻蚀液或者刻蚀气体,去除未被第二光刻胶层70遮挡住的第二中间导电层36,保留下来的第二中间导电层36构成第二导电层32,第二导电层包括位于连接孔内的第二支撑层和位于牺牲层上第二桥面。

之后,利用清洗液去除第二光刻胶层70。

待去除第二光刻胶层70之后,如图11所示,在填充区41内形成第三光刻胶层80,第三光刻胶层80延伸至填充区41外,并覆盖介质层40上、第二导电层32以及部分第一中间导电层35上,第三光刻胶层80在基底10上具有第二投影区域,第二投影区域的面积大于第一投影区域的面积。

最后,如图12所示,去除未被第三光刻胶层80遮挡住的第一中间导电层35,保留下来的第一中间导电层35构成第一导电层31,第一导电层31包括设置在连接孔内的第一支撑层311以及与第一支撑层311连接的第一桥面312,第一桥面312设置在牺牲层20上,其中,第一桥面312的面积大于第二桥面322的面积,使得第一导电层31与第二导电层32在牺牲层上的部分形成台阶。

在本实施例中,通过将第一导电层和第二导电层的一部分设置在连接孔内,另一部分设置在牺牲层上,使得第二导电层覆盖在第一导电层,以增加导电层的厚度,最大程度地降低导电层的电阻,进而降低微桥结构的电阻,提高红外探测器的性能。

此外,本实施例中,第一导电层和第二导电层的一端延伸至连接孔外,减少了微桥结构在牺牲层上形成台阶的区域,降低后续在牺牲层上形成其他膜层时沉积或者光刻工艺的难度。

若是位于牺牲层上的第一导电层的面积等于位于牺牲层上的第二导电层的面积,则会增加牺牲层与导电层之间高度差,该高度差会影响后续的沉积或刻蚀工艺,因此,在本实施例中,位于牺牲层上的第一导电层的面积大于位于牺牲层上的第二导电层的面积,使得第一导电层和第二导电层之间形成台阶,可以降低牺牲层与导电层之间的高度差,以便于后续的沉积或者刻蚀工艺的正常进行。

作为微桥结构的另一种可行的制备方式,如图13所示,在第二初始导电层34围成的区域内形成第四光刻胶层90,第四光刻胶层90填充满第二初始导电层34所围成的区域,且第四光刻胶层90的顶面与第二初始导电层34的顶面平齐。

之后,如图14所示,去除未被第四光刻胶层90遮挡住的第二初始导电层34,以及去除位于连接孔21的侧壁上的部分第二初始导电层34,被保留下来的第二初始导电层34构成第二导电层32,第二导电层32的纵截面形状为U型,第二导电层32的端部的顶面低于牺牲层20的顶面。

待形成第二导电层32之后,利用清洗液去除第四光刻胶层。

之后,如图15所示,在第二导电层32与第一初始导电层33围成的区域内形成第五光刻胶层100,第五光刻胶层100还覆盖在第一初始导电层33上。

图形化第五光刻胶层100,以在第五光刻胶层100内形成第二开口101,第二开口101暴露出相邻的两个连接孔之间的区域以及部分第一初始导电层33。

第二开口101暴露出第二个凸起上全部第一初始导电层33,和第一个凸起和第三个凸起上的部分第一初始导电层33。

如图16所示,可以利用刻蚀液或者刻蚀气体,去除暴露在第二开口101内的第一初始导电层33,被保留下来的第一初始导电层33构成第一导电层31,第一导电层31包括第一支撑层311和与第一支撑层311连接的第一桥面312,第一桥面312设置在牺牲层20上,第一支撑层311的纵截面形状为U型。

需要说明的是,在本实施例中,第一支撑层311背离第一桥面312的端部的顶面,与第二导电层32背离第一桥面312的端部的顶面平齐或者不平齐。

以图16所示的方位为例,第一支撑层311靠近第二个凸起的端面与第二导电层靠近第二个凸起的端面平齐,或者是,低于第二导电层靠近第二个凸起的端面。

在本实施例中,微桥结构30中只有第一导电层具有桥面结构,即只有第一导电层31的部分位于牺牲层20上,这样在保证降低微桥结构的电阻的同时,也能保证微桥区域的高阻金属和真空匹配。

此外,可以最大程度地降低牺牲层20与第一导电层31之间厚度差,可以降低牺牲层与导电层之间的高度差,以便于后续的沉积或者刻蚀工艺的正常进行。

作为微桥结构的又一种可行的制备方式,在连接孔21内形成第一初始导电层33,第一初始导电层33覆盖在牺牲层20上,需要说明的是,在本实施例中,第一初始导电层33为层叠结构,比如,第一初始导电层33包括两个层叠设置的第一子初始导电层,其结构可以继续参考图3。

如图17和图18所示,去除位于牺牲层20上以及位于连接孔21内的部分第一初始导电层33,被保留下来的第一初始导电层33构成第一导电层31,第一导电层31的纵截面形状为U型,且第一导电层31的顶面低于牺牲层的顶面,其中,第一导电层31包括依次层叠设置的两个子导电层313,两个子导电层313的材质不同,其中,一个子导电层313的材质包括氮化钛,另一个子导电层313的材质包括钨或者铝。

待形成第一导电层之后,利用沉积工艺在第一导电层31上形成第二导电层32,第二导电层32的一端延伸至连接孔21外,并覆盖在部分牺牲层20上。

示例性地,如图18所示,首先,在第一导电层31上形成第二初始导电层34,第二初始导电层34还覆盖在牺牲层20上。

其次,如图19所示,形成第六光刻胶层110,第六光刻胶层110内具有第三开口111,第三开口111暴露出位于相邻的连接孔21之间的第二初始导电层34和剩余第二初始导电层34中的部分。

需要说明的是,本实施例中剩余第二初始导电层34中的部分,可以理解为,位于第一个凸起上的部分第二初始导电层,和位于第二个凸起上的部分第二初始导电层。

最后,如图20所示,去除暴露在第三开口111内的第二初始导电层34,被保留下来的第二初始导电层34构成第二导电层32。

在本实施例中形成微桥结构中,第一导电层31的纵截面形成为U型,且第一导电层31设置在连接孔21的底壁和部分侧壁上,第二导电层32设置的连接孔21的底壁、侧壁以及部分牺牲层20上。

微桥结构30中只有第二导电层32的部分位于牺牲层20上,可以最大程度地降低牺牲层20与第二导电层32之间厚度差,可以降低牺牲层与导电层之间的高度差,以便于后续的沉积或者刻蚀工艺的正常进行。

在一些实施例中,在形成多个微桥结构的步骤之后,红外探测器的制备方法还包括:

如图21、图22和图23所示,在第二导电层32上形成初始保护层51,初始保护层51还覆盖在牺牲层20上。

其中,初始保护层的材质包括二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅或者碳化硅中至少一种。

如图24至图26所示,去除位于相邻的连接孔21之间牺牲层20上的初始保护层51,被保留下来的初始保护层51构成保护层50。

下面以其中一种微桥结构为例对如何形成保护层进行详细的描述,如图27和图28所示。

在初始保护层51上形成第七光刻胶层120,第七光刻胶层120具有第四开口121,第四开口121暴露出相邻的介质层40之间的区域,以及部分介质层40,然后利用刻蚀气体或者刻蚀液去除暴露在第四开口内的初始保护层51,被保留下来的初始保护层51构成保护层。

本实施例通过保护层的设置,对微桥结构进行保护,防止后续的刻蚀工艺中对微桥结构造成损伤,提高红外探测器的性能。

本申请实施例还提供了一种红外探测器,如图24、图25和图26所示,包括:基底10、牺牲层20以及多个微桥结构30。

牺牲层20设置在基底10上,且牺牲层20具有多个连接孔21,多个连接孔21沿第一方向间隔设置,且每个连接孔21暴露出部分基底10。

每个微桥结构30的部分设置在一个连接孔21内,且位于该连接孔21内的微桥结构30与设置在基底10内的电路电连接,其中,微桥结构30包括层叠设置的第一导电层31和第二导电层32,第一导电层31与连接孔21的内壁连接。

需要说明的是,在本实施例中,每个微桥结构30的部分设置在一个连接孔,可以理解为只有部分的微桥结构设置在连接孔内,并不是全部的微桥结构都设置在连接孔内,或者说是,第一导电层的部分位于连接孔外,或者第二导电层的部分位于连接孔外,又或者,第一导电层和第二导电层的部分都位于连接孔外。

本申请实施例中,通过对微桥结构进行改进,使得微桥结构包括层叠设置的第一导电层和第二导电层,与相关技术中,微桥结构仅包括一层导电层的技术方案相比,增加了微桥结构的厚度,进而降低了微桥结构的电阻,提高红外探测器的性能。此外,还可以增加微桥结构的强度,更好地控制整个微桥结构的结构特性。

作为微桥结构的一种可行的实施方式,如图24所示,第一导电层31包括第一支撑层311以及与第一支撑层311连接的第一桥面312,第一桥面312覆盖在部分牺牲层20上,第一支撑层311背离第一桥面312的端部的顶面低于牺牲层20的顶面。

第二导电层32包括第二支撑层321以及与第二支撑层321连接的第二桥面322,第二桥面322设置在第一桥面312上,且第二支撑层321背离第二桥面322的端部的顶面与第一支撑层311背离第一桥面312的端部的顶面平齐。

在本实施例中,第一导电层31设置在连接孔21的底壁、侧壁上以及牺牲层20的部分顶面上,第二导电层32也设置在连接孔21的底壁、侧壁以及牺牲层20的部分顶面上,这样第一导电层31和第二导电层32的一端延伸至牺牲层上,与相关技术中,第一导电层31和第二导电层32的两端均延伸至牺牲层上的技术方案相比,可以减少位于牺牲层上的导电层的面积,降低微桥结构的反射率,为后续的光刻工艺提供便利。

进一步地,第二桥面322在基底10上的投影面积小于第一桥面312在基底10上的投影面积,使得第二桥面322与第一桥面312之间形成台阶。

若是位于牺牲层上的第一导电层的面积等于位于牺牲层上的第二导电层的面积,则会增加牺牲层与导电层之间高度差,该高度差会影响后续的沉积或刻蚀工艺,因此,在本实施例中,位于牺牲层上的第一导电层的面积大于位于牺牲层上的第二导电层的面积,使得第一导电层和第二导电层之间形成台阶,可以降低牺牲层与导电层之间的高度差,以便于后续的沉积或者刻蚀工艺的正常进行。

在一些实施例中,红外探测器还包括介质层40,介质层40填充满第二导电层32围成区域内,介质层40的顶面与第二桥面322的顶面平齐。

由于第二初始导电层的反射率较大,因此,在去除部分第一初始导电层和第二初始导电层时,很难去除掉位于第二个凸起上的部分,因此,本实施例通过在第二初始导电层所围成的区域内形成介质层,利用介质层的反射率较小,可以设计较大尺寸的第一开口,使得第一开口所暴露的区域的面积也增大,这样后续通过高选择比的湿法工艺,去除该区域内的第一初始导电层和第二初始导电层时,可以通过介质层对其他区域的第一初始导电层和第二初始导电层进行保护,防止刻蚀液损伤其他区域金属,进而解决了传统方案尺寸较小、反射较强引起的光刻问题。

作为微桥结构30的另一种可行的实施方式,如图25所示,第一导电层31包括第一支撑层311以及与第一支撑层311连接的第一桥面312,第一桥面312覆盖在牺牲层20上,第一支撑层311背离第一桥面312的端部的顶面低于牺牲层20的顶面。

以垂直于基底10的截面为纵截面,第二导电层32的纵截面为U型,第二导电层32的端部的顶面低于牺牲层20的顶面,即,第二导电层32的左右两个端部的顶面均低于牺牲层20的顶面。

需要说明的是,第二导电层32远离第一桥面312的端部的顶面与第一支撑层311远离第一桥面312的端部的顶面可以平齐,也可以不平齐。

在本实施例中,微桥结构30中只有第一导电层31的部分位于牺牲层20上,可以最大程度地降低牺牲层20与微桥结构30之间厚度差,以便于后续的沉积或者刻蚀工艺的正常进行。

作为微桥结构30的又一种可行的实施方式,如图26所示,第一导电层31设置在连接孔21内,且第一导电层31的端部的顶面低于牺牲层20的顶面,即,第一导电层31的纵截面形状为U型。

第二导电层32覆盖在第一导电层31上,且第二导电层32的一端延伸至连接孔21外,并覆盖在部分牺牲层20上。

在本实施例中,微桥结构30中只有第二导电层32的部分位于牺牲层20上,可以最大程度地降低牺牲层20与微桥结构30之间厚度差,以便于后续的沉积或者刻蚀工艺的正常进行。

进一步地,第一导电层31可以包括依次层叠设置的两个子导电层313,且两个子导电层313的材质不同,其中一个子导电层313的材质可以包括氮化钛,另一个子导电层313的材质可以包括钨和铝。

本实施例中第一导电层31包括两个子导电层313,可以增加第一导电层31的厚度,进而提高微桥结构的厚度,降低微桥结构的电阻,提高红外探测器的性能。

在一些实施例中,红外探测器还包括保护层50,保护层50覆盖在牺牲层20和微桥结构30的顶面上;或者,保护层50覆盖在牺牲层20、微桥结构30以及介质层40的顶面上。

本实施例通过保护层的设置,对微桥结构进行保护,防止后续的刻蚀工艺中对微桥结构造成损伤,提高红外探测器的性能。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

应当指出,在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性,但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外,这样的短语未必是指同一实施例。此外,在结合实施例描述特定特征、结构或特性时,结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

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