专利名称：具有两层结构的测辐射热红外传感器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有两层结构的测辐射热红外传感器及其制造方法，特别是涉及一种用于通过分光镜(spectroscopic)设计以共振吸收穿过包括空腔的λ/4光学路径的红外线来提高吸收率并且通过1)使象素关于其对角线对称；2)在具有切口区域的吸收-传输层中形成夹层结构；以及3)形成包括氮化硅层的缓冲层以防止由于发热引起的多种应力造成的传感器变形的测辐射热红外传感器及其制造方法。
背景技术：
通常，存在两种类型的红外传感器(下文中将其称为“IR传感器”)，即，致冷IR传感器和非致冷IR传感器。致冷IR传感器检测由红外线的光子和物体的电子的相互作用而产生的电信号。非致冷IR传感器通过检测由物体吸收的红外线产生的热量变化来工作。致冷IR传感器主要包括半导体器件并且提供低噪音和快的响应时间。然而，致冷IR传感器存在一些缺点。例如，需要-193℃的液氮温度来激活致冷IR传感器。非致冷IR传感器的性能相对差，但其能在常温下工作。因此，需要冷却处理的致冷IR传感器主要用于军事工业。另一方面，非致冷IR传感器主要生产用于民用。
非致冷IR传感器又被分成测辐射热计型、热电偶型及焦热电型。焦热电型IR传感器具有较高的探测灵敏度但是产量较低。与焦热电型IR传感器相比，测辐射热计型IR传感器和热电偶型IR传感器都具有相对较低的探测灵敏度，但是通过将红外传感器与检测电路一起制造在单硅晶片上(单片电路型)可以获得较高的产量。因此，测辐射热计型IR传感器和热电偶型IR传感器都符合民用的要求。测辐射热仪型IR传感器通过吸收来自物体的红外线，将吸收的红外线转换为引起温度增加的热能，以及测量由该热变化引起的阻抗变化来检测红外线。
图1示出了在专利号为No.5,300,915美国专利文献中公开的名称为“thermal sensor(热感式传感器)”的两层测辐射热红外传感器的示意图。
参照图1，该两层测辐射热红外传感器10包括凸起的上层11和下层12。该下层具有诸如硅衬底的平面半导体衬底。该硅衬底表面具有集成电路的多个组件，包括二极管、x总线和y总线、连接线路(connection)及x总线末端的接触焊盘。凸起的上层11包括第一氮化硅层、测辐射热计层、设置在第一氮化硅层和测辐射热计层之间的第二氮化硅层以及设置在第二氮化硅层上方的红外吸收层。所述上层11和下层12被一空腔隔开。
在上述现有技术的红外传感器中存在着许多问题。例如，在所述凸起的上层上设置有多个支撑件，从而减小了用于吸收红外线的整个区域。因此，几乎不能获得用于吸收红外线的最大区域。
专利号为No.10-299642和No.10-299643的韩国专利文献、专利号为No.6,441,374及No.6,448,557的美国专利文献公开了用于提高红外传感器的灵敏度及其占空因数的红外传感器及其制造方法，例如分别介绍了具有三层的测辐射热传感器、制造具有三层的测辐射热传感器的方法、具有包括红外反射层的三层测辐射热传感器以及具有热量分离结构的热感式红外线探测器。
然而，在上述的现有技术中，使用红外传感器的电特性和结构特性来提高吸收率。因而，与基于分光镜方法设计的红外传感器相比，现有技术的红外传感器只提供了相对低的吸收率。此外，在根据现有技术方法的红外线吸收测辐射热仪中，吸收红外线的上部从底部凸起(也就是形成了空腔)，从而导致了红外传感器上部的变形，因而不利地影响了红外传感器的特性。
为了解决这些问题，提供有几个解决方案。例如，在公开号为No.2000-46515的韩国专利文献中公开了一种具有三层的红外传感器，其包括氧化硅层、测辐射热计层以及位于所述氧化硅层上方和下方并且包围所述测辐射热计层以防止空气中的蒸气与氧化硅层之间的反应引起的红外传感器变形的氮氧化硅层。在公开号为No.2000-04158的韩国专利文献中公开了一种测辐射热红外传感器，该传感器包括驱动层、支撑层、位于驱动层和支撑层之间的背衬层以及吸收层。
尽管有这些解决方案，但是仍然存在着许多缺点。详细地说，还需要额外的工艺以形成氮氧化硅层并且代替蒸气的发热仍然会引起上部的变形。此外，背衬层的形成也需要额外的工序并且减小了红外吸收区域。
发明内容
因此，本发明意在提供一种具有两层结构的测辐射热红外传感器及其制造方法，以消除由于现有技术的局限及缺点带来的一个或多个问题。
本发明的一个主要目的在于提供一种具有两层结构的测辐射热红外传感器及其制造方法，其通过用于共振吸收红外线的分光镜设计能够提高吸收率，通过形成缓冲层能够防止由于发热产生的应力引起的传感器变形并且能够优化象素结构。
为实现这些目的及其它的优点并根据本发明的目的，如本文中具体及宽泛的描述，本发明提供了一种包括读取集成电路(Read Out IC)(下文中将其称为“ROIC”)衬底和多个象素的红外传感器，其包括位于所述ROIC衬底上的第一缓冲层；位于所述第一缓冲层上的包括反射金属层的底层；位于所述底层上方的用于共振吸收红外线的空腔；上层，该上层包括位于所述空腔上方的第一绝缘层、位于所述第一绝缘层上的第二缓冲层、位于所述第二缓冲层上的测辐射热计层、位于所述测辐射热计层上的第二绝缘层和位于所述第二绝缘层上的吸收—传输层；以及位于所述ROIC衬底上用于支撑所述上层的包含多于一对固定件的单位象素。
此外，本发明的另一目的通过包括ROIC衬底和多个象素的红外传感器来实现，该传感器包括位于所述ROIC衬底上的包括反射金属层的底层；位于所述底层上方用于共振吸收红外线的空腔；上层，该上层具有关于所述象素的对角线对称的结构并且具有固定件以及位于吸收—传输层上方和下方的测辐射热计层；位于所述象素端部彼此成对角相对的第一固定件和第二固定件，其中所述第二固定件用作与位于所述ROIC衬底上的读取访问终端相连接的电极并且所述第二固定件之间的距离小于第一固定件之间的距离。
而且，本发明的又一目的通过包括ROIC衬底及多个象素的红外传感器来实现，其包括位于所述ROIC衬底上的包括反射金属层的底层；位于所述底层上方用于共振吸收红外线的空腔；具有夹层形的上层，所述夹层形包括在其中间具有切口区域的吸收—传输层和在所述吸收—传输层的上方和下方的测辐射热计层；以及设置在所述象素的边缘用于支撑所述上层并用作电极的固定件。
此外，本发明的又一目的通过包括如下步骤的制造红外传感器的方法来实现在ROIC衬底上形成反射金属层；通过SOP涂覆在所述反射金属层上沉积牺牲层并通过等离子体去除所述牺牲层的上部；在所述牺牲层上设置测辐射热计层和吸收—传输层；在所述牺牲层、测辐射热计层和吸收—传输层中形成导通孔；将金属材料填入所述导通孔中以形成用作电极的固定件；以及通过去除牺牲层形成空腔。
通过下述结合附图的详细说明能更充分地理解本发明的进一步的目的和优点，在附图中图1为根据现有技术方法的具有两层结构的测辐射热红外传感器的透视图；图2为根据本发明实施方式的具有两层结构的测辐射热红外传感器的透视图；图3为根据图2所示的实施方式的具有两层结构的测辐射热红外传感器的截面图；图4为根据本发明另一实施方式的具有两层结构的测辐射热红外传感器的透视图；图5为根据图4所示的实施方式的具有两层结构的测辐射热红外传感器的截面图；图6为根据本发明又一实施方式的具有两层结构的测辐射热红外传感器的透视图；图7为根据图6所示的实施方式的具有两层结构的测辐射热红外传感器的透视图；图8为根据本发明又一实施方式的具有两层结构的测辐射热红外传感器的象素的俯视图；图9为沿图8中的A-A’线提取的截面图；图10为根据本发明又一实施方式的具有两层结构的测辐射热红外传感器的透视图；图11为沿图10中的C-C’线提取的截面图；
图12至图15为沿图8中的A-A’线提取的截面图，其描述了具有两层结构的测辐射热红外传感器的制造过程；图16为描述根据本发明的具有两层结构的测辐射热红外传感器的吸收率的图表。
具体实施例方式
现在结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
图2至图11示出了按照本发明实施方式的具有两层结构的测辐射热红外传感器的单位象素的透视图、截面图以及俯视图。
根据本发明，具有两层结构和50μm×50μm单元象素的红外线传感器包括底层100、上层200、两层之间的空腔300以及用于支撑上层200的固定件(anchor)401、402、403、404a、404b、404c、404d及405。
底层100包括ROIC衬底101、111、121、131及151(下文中统称为“1x1”)以及其上的反射金属层102、112、132及152(下文中统称为“1x2”)。反射金属层1x2的材料选自由Ti(钛)、AL(铝)及铝合金组成的材料组。优选地，钛材料的反射金属层的厚度在2000埃()到5000埃()之间，铝或铝合金材料的反射金属层的厚度在500埃()到10000埃()之间。包括氮化硅(SiNx)层的第一缓冲层(图4、图7、图8及图11中未示出)或者位于ROIC衬底1x1和反射金属层1x2之间或者位于ROIC衬底之下。所述第一缓冲层能够最小化由红外传感器产生的热量而引起的应力。
在各象素的端部设置有多于一对的固定件。各固定件可以起电极的作用。位于底层100和上层200之间的空腔300具有介于1μm和3μm之间的高度并且保持为空。
测辐射热计层202、212、222、232及252(下文中统称为“2x2)和吸收—传输层204、214、224、234及254(下文中统称为“2x4)设置在空腔300上。测辐射热计层2x2的材料选自由Ti，TiOx，VOx及掺杂非晶硅组成的材料组。测辐射热计层2x2或者设置在上层200上或者具有特定的图案。例如，由钛制成的测辐射热计层2x2可具有预先设定范围在300(埃)和1500(埃)之间的厚度以及预先设定的面积比(即，测辐射热计层与上层之间的面积比)以使得占空因数(即，吸收红外线的有效区域)超过50％。由TiOx制成的测辐射热计层2x2可以具有范围在500(埃)和5000(埃)之间的厚度。由掺杂非晶硅制成的测辐射热计层2x2可以具有范围在500(埃)和3000(埃)之间的厚度并且可设计使其面积比超过80％。
吸收—传输层2x4设置在上层200的顶部表面上以提高吸收率。在此，吸收—传输层2x4通过对从反射金属层1x2反射的红外线与传输到吸收—传输层2x4的红外线之间的破坏性干扰而再吸收红外线。为了进行该再吸收，在距离反射金属层1x2为λ/4(λ为检测到的红外线的中心波长)的位置处设置吸收—传输层2x4以在空腔300中吸收红外线。
优选地，吸收—传输层2x4的材料选自由Ti(钛)、TiN(氮化钛)和Cr(铬)组成的材料组。优选地，Ti或TiN材料的吸收—传输层2x4的厚度介于20(埃)到100(埃)之间，而Cr材料的吸收—传输层2x4的厚度则介于20(埃)到200(埃)之间。此外，第一绝缘层可设置在测辐射热计层2x2的下方。第二绝缘层和第二缓冲层可设置在测辐射热计层2x2与吸收—传输层2x4之间。在此，第一和第二绝缘层优选地由二氧化硅(SiO2)制成。第二缓冲层优选地由包括氮化硅的材料制成。上层200可包括用于热绝缘的绝缘切口以及用于减小应力并形成空腔300的蚀刻孔。构成红外传感器单位象素的各层的各热时间常数在33msec(毫秒)内，优选地介于2msec(毫秒)到5msec(毫秒)之间。在此，该热时间常数是指红外传感器冷却到其初始温度与红外传感器增加的温度之间的差的37％时花费的时间。热时间常数基于如下等式计算得出“热时间常数＝热容量/导热系数”。如果两个连续图片之间的时间差大于33msec(毫秒)，则该热时间常数应小于33msec(毫秒)以防止在肉眼中产生残留影像。
下面参考附图详细说明本发明的优选实施例。
参考图2及图3，具有两层结构的测辐射热红外传感器包括底层100、上层200及底层和上层之间的空腔300。
上层200包括用于电绝缘的第一绝缘层201、位于其上具有预定形状的测辐射热计层202、位于第一绝缘层201和测辐射热计层202之上的第二绝缘层203以及位于第二绝缘层203之上的吸收—传输层204。降低蚀刻时间并且缓解单位象素物理应力的蚀刻孔设置在上层200上并且具有小于5μm的直径。此外，用于热绝缘的绝缘切口设置在上层200上并且具有小于5μm的宽度。第一和第二绝缘层具有介于300(埃)到1500(埃)之间的厚度并且由二氧化硅(SiO2)材料制成。
测辐射热计层被做成 图案的形状并且其宽度介于3μm到9μm之间。将测辐射热计层202连接到固定件401的矩形区域面积介于5μm×5μm和10μm×10μm之间。吸收—传输层204由Ti(钛)材料制成，其厚度介于40(埃)和70(埃)之间。
接下来参考图4和图5，另一具有两层结构的测辐射热红外传感器的上层200包括测辐射热计层212、吸收—传输层214、用作电极并用于将底层100和上层200相连接的固定件402以及用于热绝缘的绝缘切口216。测辐射热计层212和吸收—传输层214都设置在整个上层200上。测辐射热计层优选地由掺杂非晶硅制成。
接下来参考图6及图7，又一具有两层结构的测辐射热红外传感器的上层200包括第一绝缘层220、位于第一绝缘层之上的第二缓冲层221以及测辐射热计层222。在此，第一绝缘层优选为厚度在0.65±0.1μm范围之间的二氧化硅(SiO2)。第二缓冲层221优选使用包括氮化硅(SiNx)的厚度在0.2±0.05μm范围之间的材料制成。位于第二缓冲层顶部的测辐射热计层222优选使用包含Ti或TiOx(x＝1到3)的材料制成。钛(Ti)材料的测辐射热计层的厚度介于300(埃)和1500(埃)之间，而TiOx(氧化钛)材料的测辐射热计层的厚度介于500(埃)和5000(埃)之间。为减轻应力，第一绝缘层和第二缓冲层可以交替而重复地在测辐射热计层222下方形成。随后，由二氧化硅制成的第二绝缘层223形成在测辐射热计层222上，并且吸收—传输层224设置在所述第二绝缘层上。绝缘切口(未示出)在上层200上形成。
接下来，参考图8及图9(沿图8中的A-A’线提取的截面图)，又一具有两层结构的测辐射热红外传感器的上层200关于象素的对角线对称，呈蝴蝶形状。该蝴蝶形状能够最小化由剪切应力(shear stress)引起的红外传感器变形。此外，红外传感器通过使第一固定件404a和404b之间的距离大于第二固定件404c和404d之间的距离来减小阻抗，因此有效且高效地探测红外线。此外，上层200包括用于去除牺牲层(sacrificial layer)(未示出)的蚀刻孔235以及用于热绝缘的绝缘切口。第二固定件404c和404d不仅支撑上层200，还同时用作与设置在ROIC衬底上的读取访问终端连接的电极。沿图8中B-B’线提取的截面图(未示出)除第一电极404a和404b不与读取访问终端相连接外与图9相同。此外，上层200还进一步具有设置在测辐射热计层232上方和/或下方的绝缘层或缓冲层。测辐射热计层232由N型或P型掺杂非晶硅制成并且优选地具有介于500(埃)和3000(埃)范围之间的厚度。
最后，参考图10及图11(沿图10中的C-C’线提取的截面图)，又一具有两层结构的测辐射热红外传感器的上层200包括吸收—传输层254以及在该吸收—传输层254的上方和下方同时设置的测辐射热计层252。在吸收—传输层254的中间形成切口区域257。用于热绝缘的绝缘切口256设置在固定件405的周围。在现有技术的制造红外传感器的方法中，吸收—传输层在热处理过程中会由于受热而被拉伸。此外，操作产生的热应力会施加到包括吸收—传输层的上层200。这些问题将导致上层200变形或对红外传感器的可靠型产生不利的影响。然而，在根据本发明的红外传感器中，通过采用将测辐射热计层252设置在吸收—传输层254的上方和下方的夹层形结构来解决这些问题。例如，如果压应力和/或张应力被施加到测辐射热计层252或吸收—传输层254上，则该夹层形结构能够抵消所述应力，从而防止了上层200变形。而且，在用于形成空腔300的制造过程中产生的来自等离子体、热板及腔室的热量会增加ROIC衬底151的温度，并可拉伸吸收—传输层254，从而产生应力。利用夹层形结构及切割区域257能够将上层200从应力中解除出来。
所述夹层形结构也能够减少热损失。具体的说，在吸收—传输层254发生的破坏性干扰导致吸收红外线。然后，所述热量通过测辐射热计层252传输。因此，夹层形结构能够防止通过吸收—传输层254发生的热损失。而且，位于吸收—传输层254中间的切割区域257代替了现有技术中的蚀刻孔来减轻应力，从而增加了有效的占空因数并且减小了阻抗。
测辐射热计层252的阻抗由除吸收—传输层254的切割区域257确定。因此，测辐射热计层252的阻抗(下文中用“R”来表示)通过Rs×(L/W)计算(“L”为切割区域257的宽度、“W”为象素的长度并且“Rs”为薄膜电阻)。由于厚度为2000埃()的非晶硅的Rs为10ohm/sq，如果L为2μm并且W为50μm，R将为400千欧姆(kohm)，其比按照现有技术的方法的阻抗(即，大约500千欧姆)更小。因此，通过调整L/W的值能够形成期望阻抗的薄层。
随着通过绝缘切口256形成的桥259变得越来越窄和越来越长，会增加热短路效应(thermal short effect)。然而，也应该考虑具有悬臂形状的上层200的安全支撑而确定桥259的宽度和长度。例如，如果“W”为50μm，优选的桥259的宽度介于1.5μm和5μm的范围之间并且其长度介于4μm和35μm的范围之间。
此外，如图10及图11所示的具有两层结构的测辐射热红外传感器可具有如图8所示的对称结构(即，蝴蝶型)。具体地说，测辐射热红外传感器可以包括具有夹层型结构的上层，其中切割区域沿象素的对角线分布并且具有关于象素的对角线对称的结构。在此，固定件包括第一固定件及第二固定件。第一固定件和第二固定件在象素的端部沿对角彼此相对。第二固定件用作与设置在ROIC衬底上的读取访问终端相连接的电极。第二固定件之间的距离小于第一固定件之间的距离。
下面将参考图12到图15(沿图8中的A-A’线提取的截面图)来详细描述制造具有两层结构的测辐射热红外传感器的步骤。
参考图12，制备其上包括读取访问终端的ROIC衬底131。随后，通过真空淀积或溅射工艺而沉积电极焊盘135和反射金属层132并对其构图。可以在对电极焊盘135和反射金属层132构图之前形成用于绝缘分隔开的象素的第一缓冲层。在此，第一缓冲层由包括氮化硅的材料制成。
接着，参考图13，牺牲层350在已形成的结构上形成并且通过等离子蚀刻而去除其顶部350b。通过SOP(在聚合体上旋转)工艺涂覆有机薄层(如，Honeywell的ACCUFLO 1513 EL)，牺牲层350具有介于0.5μm和3.5μm范围之间的厚度。在现有技术的方法中，SOP工艺在牺牲层350的表面上留有旋转涂覆的痕迹。即使在形成测辐射热计层(未示出)和去除牺牲层的后续工艺完成之后，这些痕迹仍会留在测辐射热计层的下表面上，这将导致测辐射热计层变形。为解决这个问题，利用Ar/O2等离子体将牺牲层350b的顶部去除100埃()和2000埃()之间的厚度以减小应力。
随后，参考图14，测辐射热计层232形成在牺牲层350a上，并且吸收—传输层234沉积在所述测辐射热计层上。在已形成的结构的牺牲层、测辐射热计层和吸收—传输层中形成贯穿电极焊盘135的导通孔450和绝缘切口(图8中的236)。优选地，测辐射热计层232由厚度介于500埃()和3000埃()范围之间的N型或P型非晶硅制成。
优选地，导通孔和绝缘切口通过使用选自由CF4，CHF3和Ar组成的气体组的气体进行等离子体蚀刻而形成。另外的绝缘层(未示出)可直接形成在测辐射热计层的上方和/或下方。例如，由氧化硅制成的第一绝缘层可形成在测辐射热计层232的下方。并且由氮化硅制成的第二绝缘层可以通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺而形成在测辐射热计层232和吸收—传输层234之间。
随后，参考图15，将用于接触的金属材料填充在导通孔中并对其构图以形成也用作电极的固定件404c和404d。然后通过氧气(O2)等离子体蚀刻而将牺牲层350a去除以形成空腔300。
图16示出了根据本发明的具有两层结构的测辐射热红外传感器吸收率的仿真结果。中心波长为7μm到14μm的红外线的吸收率超过95％。
如上所述，本发明提供了具有两层结构的测辐射热红外传感器的制造方法的一实施例，其包括如下步骤在ROIC衬底上形成接触焊盘和反射金属层；通过SOP涂覆工艺形成牺牲层；通过等离子体蚀刻去除所述牺牲层的上部；形成测辐射热计层和吸收—传输层；通过蚀刻所述牺牲层暴露出用于固定件的预定部分；利用所述用于固定件的暴露出的部分形成电极；通过去除牺牲层形成空腔。
在此，可在制造过程的最后执行形成吸收—传输层的步骤。例如，本发明提供了具有两层结构的测辐射热红外传感器的制造方法的另一实施例，其包括如下步骤在ROIC衬底上形成接触焊盘和反射金属层；通过SOP涂覆工艺形成牺牲层；通过等离子体蚀刻去除所述牺牲层的上部；在所述牺牲层上形成测辐射热计层；通过蚀刻所述牺牲层暴露出用于固定件的预定部分；利用所述用于固定件的暴露出的部分形成电极；通过去除牺牲层形成空腔；形成吸收-传输层。
利用图8和图9对根据本发明的具有两层结构的测辐射热红外传感器的制造方法进行了示例性和广泛性的描述。然而，该制造红外传感器的方法也可以容易地应用于图2至图11所示的其它实施方式。因此，在此省略了对其它实施方式的制造方法的详细描述。
虽然在此对制造的方法、装置及项目进行了示例性的描述，但本专利申请的覆盖范围并不局限于此。相反，本专利申请覆盖了所有直接或根据等同原则落入所附权利要求保护范围内的所有用于制造的方法、装置及项目。
工业应用性因此，按照本发明的具有两层结构的测辐射热红外传感器及其制造方法可利用分光镜方法提高红外吸收率并简化制造过程。而且，根据本发明的测辐射热红外传感器可应用于对多种物体的非接触式热发散诊断器，如消防帽、在检修孔和隧道中工作时用的头盔、汽车内的夜视装置、监视相机、印刷电路板及晶片。此外，根据本发明的测辐射热红外传感器也可应用于诸如人体温度视觉诊断器、个人武器的夜视镜、监视海滨的夜视系统及警戒哨位(guard post)的军事装置。
权利要求
1.一种包括读取集成电路衬底和多个象素的红外传感器，包括位于读取集成电路衬底上的第一缓冲层；位于所述第一缓冲层上的包括反射金属层的底层；位于所述底层上方用于共振吸收红外线的空腔；上层，该上层包括位于所述空腔上方的第一绝缘层、位于所述第一绝缘层上的第二缓冲层，位于所述第二缓冲层上的测辐射热计层、位于所述测辐射热计层上的第二绝缘层和位于所述第二绝缘层上的吸收—传输层；以及用于支撑所述包括位于所述读取集成电路衬底上的多于一对的固定件的上层的单位象素。
2.一种包括读取集成电路衬底和多个象素的红外传感器，包括位于所述读取集成电路衬底上的包括反射金属层的底层；位于所述底层上方的用于共振吸收红外线的空腔；具有夹层形的上层，所述夹层形包括具有位于其中间的切口区域的吸收—传输层以及位于所述吸收—传输层上方和下方的测辐射热计层；以及设置在所述象素的边缘用于支撑所述上层并用作电极的固定件。
3.根据权利要求1或2所述的红外传感器，其特征在于，所述上层具有关于所述象素的对角线对称的结构，并且所述固定件包括在所述象素的端部彼此相对的第一固定件和第二固定件，其中所述第二固定件用作与位于所述读取集成电路衬底上的读取访问终端相连接的电极并且所述第二固定件之间的距离小于第一固定件之间的距离。
4.根据权利要求1或2所述的红外传感器，其特征在于，所述测辐射热计层与所述吸收—传输层之间的距离为λ/4。
5.根据权利要求2所述的红外传感器，其特征在于，还进一步包括位于所述反射金属层下方的第一缓冲层。
6.根据权利要求1所述的红外传感器，其特征在于，所述第一缓冲层和第二缓冲层由包括氮化硅的材料制成。
7.根据权利要求1所述的红外传感器，其特征在于，所述第一绝缘层和第二绝缘层由氧化硅制成。
8.根据权利要求1或2所述的红外传感器，其特征在于，所述反射金属层包括选自由钛和铝组成的组中的材料。
9.根据权利要求1或2所述的红外传感器，其特征在于，所述测辐射热计层由选自由钛、TiOx、VOx及掺杂非晶硅组成的组中的材料制成。
10.根据权利要求1或2所述的红外传感器，其特征在于，所述吸收—传输层由选自由Ti、TiN和Cr组成的组中的材料制成。
11.根据权利要求10所述的红外传感器，其特征在于，由Ti或TiN材料制成的所述吸收—传输层的厚度介于20埃到100埃之间，而由Cr材料制成的所述吸收—传输层的厚度介于20埃到200埃之间。
12.一种制造红外传感器的方法，包括如下步骤在读取集成电路衬底上形成反射金属层；通过SOP涂覆在所述反射金属层上沉积牺牲层并通过等离子体去除所述牺牲层的上部；在所述牺牲层上设置测辐射热计层和吸收—传输层；在所述牺牲层、测辐射热计层和吸收—传输层中形成导通孔；将金属材料填入所述导通孔中以形成用作电极的固定件；以及通过去除牺牲层而形成空腔。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过氧气等离子体灰化工艺去除所述牺牲层。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过利用Ar/O2气体的等离子体工艺去除所述牺牲层的上部。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述被去除的牺牲层的厚度介于100埃到2000埃之间。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述测辐射热计层由选自由Ti、TiOx、VOx及掺杂非晶硅组成的组中的材料制成。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述吸收—传输层由选自由Ti、TiN和Cr组成的组中的材料制成。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，由Ti或TiN材料制成的所述吸收—传输层的厚度介于20埃到100埃之间，而由Cr材料制成的所述吸收—传输层的厚度介于20埃到200埃之间。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过等离子体蚀刻形成所述导通孔，其中所述等离子体蚀刻使用的气体选自由CF4，CHF3和Ar组成的组中。
全文摘要
本发明公开了一种具有两层结构的测辐射热红外传感器及其制造方法，其通过分光镜设计来共振吸收红外线从而提高吸收率，并且防止了由于发热产生的应力导致的传感器变形。所述包括ROIC衬底和多个象素的红外传感器包括位于所述ROIC衬底上的包括反射金属层的底层；位于所述底层上方用于共振吸收红外线的空腔；具有夹层形的上层，所述夹层包括在其中间具有切口区域的吸收一传输层和位于所述吸收一传输层上方和下方的测辐射热计层；以及设置在所述象素的边缘用于支撑所述上层并用作电极的固定件。
文档编号G01J1/02GK1864274SQ200480029360
公开日2006年11月15日 申请日期2004年9月9日 优先权日2003年10月9日
发明者李洪基, 任容槿 申请人:Ocas株式会社