具有微封装的电磁辐射检测器和使用这种检测器检测电磁辐射的器件的制作方法

专利名称：具有微封装的电磁辐射检测器和使用这种检测器检测电磁辐射的器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测电磁辐射、具体地涉及成像和热高温测定的领域。具体而言，本发 明涉及一种包括单位热检测器阵列的用于检测红外线辐射的器件。
背景技术：
在用于红外线成像或者温度记录(高温测定)的检测器领域中，已知使用以阵列 形式配置并且能够工作于环境温度的如下器件，这些器件利用材料或者适当材料的组件的 在约300K温度下(即非冷却)的物理单位变化。在最广泛使用的测辐射热检测器的具体情 况下，这一物理单位为电阻率。可以利用其它电学单位如介电常数、极化和甚至非电学单位 如差热膨胀、折射率等。这些检测器一般称为热检测器，这与仅恰当工作于极低温度的(光 导或者光电)量子检测器形成对比。这样的非冷却检测器在它准备好工作的状态下通常通过组装以下元件来获得-衬底，包括对灵敏元件(单位辐射热测定器)进行寻址并且基于各元件来形成电 信号的矩阵装置。这一衬底惯称为读出集成电路(ROIC)。衬底的表面载有灵敏结构的矩阵 组件，每个灵敏结构实质上由极精细的窄臂来悬置的膜形成；-通常高度耗尽的密封封闭罩(或者封装)，该罩具有受照面，该面具有对待检测 的辐射透明的窗口和为器件的外部管脚设计的电连接。“真空”用来确保在衬底与灵敏元件 之间的高度隔热。对于确保检测器极度灵敏极为重要的热阻由悬臂的形状和制造它们的材 料所限定。设置有灵敏元件的衬底通过焊接(bonding)或者钎接(brazing)来与窗口相对地 配置在封装内的腔中，并且衬底的电连接通过线焊来单独地装配在封装的内部输入/输出 上。该封装还包括-电或者热激活的捕获器(getter)元件，被设计成在部件已被耗尽和密封封闭之 后，在其整个工作寿命期间维持部件内的充分的部分真空；-热电冷却器(TEC)，能够控制衬底的温度并且通过焊接或者钎接插入在封装的 壳与衬底之间。使用该模块意图消除当使用检测器时温度变化对焦平面的影响；目前只有 最昂贵的部件配备有这样的模块。为了使用该检测器来获得场景，通过适当光学器件将场景投射到单位检测器阵列 上，并且经由读出电路向每个单位检测器或者向这些检测器的每行施加钟控的电激励来获 得模拟和/或数字视频型电信号，该信号代表每个所述单位检测器达到的温度并且用来形 成例如，所观测场景的热图像。目前通常使用晶片级封装(WLP)技术，通过组装由两个不同衬底形成的两个部分 来制作与上文描述相比相对简单的部件。文献WO 95/17014描述了一种这种类型的实物和 制作方法。因此首先获得包含薄膜捕获器的减压罩，该罩由两个衬底部件和外围密封珠界 定。衬底中的一个包括读出电路和灵敏元件，另一衬底提供窗口。
这一类技术的主要着眼于如下事实可以通过使用相对有限数目的部分和操作来 同时获得大量密封封闭部件，因此节省成本。在原理上，通过在例如使用印刷电路板(PCB) 技术并且具有标准金属轨而且也可以包括邻近电子电路的基座上集成单个组件来在第二 阶段中获得在通过机械切割两个衬底来单体化之后与部件的外部环境对接。然而制造减压罩的整个过程(包括由于必须露出形成在读出电路的衬底上的罩 以外的电输入/输出连接而不能同时对两个衬底进行的最终切割)仍然相对复杂。使用两 个不同衬底也使得有必要运用各衬底特有的多种技术以便获得其运转所必须的各种特性。 例如对于提供窗口的衬底，必须形成与各灵敏阵列相向的高度平坦腔，并且必须在高度平 坦腔中沉积局部化的抗反射层。另外，两个衬底必须具有为了将衬底钎接在一起而提供的 多层金属化物。尽管可以掌握所有这些技术，但它们需要多项昂贵设备。此外必须掌握在 钎接大面积衬底使得共同地密封所有最终部件时涉及到的技术，而这会造成在待接合的两 个表面的平坦性和几何质量方面的特定约束。最后，当极度脆弱的灵敏元件暴露于读出电 路衬底的表面上时完成这些操作，而就结构的完整性和粒子污染风险而言，这会使得操作 尤其难以处理。虽然这些技术无疑地代表了在工业制造方面的进步，但它们却仍然相对复杂和昂贵。在文献FR 2 822 541中描述了一种部分地克服这些限制的方法。该文献描述了 如下实物，该实物包括通过使用通用的微电子技术来形成与各检测部位相向的微腔，因此 使制作工艺适于应用以便实现功能性的低压。根据在所述文献中公开的信息，不再需要第 二衬底，并且除WLP技术的固有困难，限制了操作的数量并避免了采用较多类型的技术的 需要。另外，结构的脆弱性和在制作期间的粒子污染风险(即相关联的产量降低或者用于 防止产量降低的必备预防的成本)可以视为实际上为零。然而，产生微囊或者微腔涉及到在每个单位检测器的整个覆盖区之上的空间缺 失，并且，简单地说，由于与表面积P2相比而言与灵敏膜的表面积有关的填充因子减少，因 此这会对部件的最终灵敏度产生影响，其中P表示热成像器的单元元件(像素)阵列的重 复节距。此外，锚定各膜的支撑臂的结构必需严格地形成在由侧壁(这些侧壁将各微囊与 其相邻微囊分离)所界定的内部表面区域以内。这造成与所述臂的实际长度上的限制相关 联的灵敏度降低；该长度限定在膜与衬底之间的热阻。然而热阻是决定热检测器灵敏度的 关键因子。如果阵列的节距相对宽地隔开(通常下限为35或者30 μ m或者甚至25 μ m)，则这 些弊端并不特别地有害。然而目前越来越需要节距下限为20 μ m或者甚至15 μ m的具有极 高空间分辨率的成像阵列而实质上无需因此承受单位热辐射测定器的灵敏度损耗。因此需 要设计能够实现这种结果而保持先前技术的制造优点的结构。参照图IA和IB描述在后一文献中公开的信息的基本原理。图IA示意地示出了检测器阵列的部分平面图，该图忽略了为允许耗尽以及密封 封闭微部位而提供的特殊特征。该实物具有■初始衬底1，结构共同地形成于该衬底上；该衬底的表面包括用于器件运转的 所有必需电子元件，在此无需详述这一点；
■灵敏膜2，布置在具有重复节距ρ的阵列中并且由灵敏膜的支撑臂6悬置；■锚定结构3，臂6的端部置于该结构上；■微囊的壁或者外围壁4，其分离检测微部位；■顶盖或者窗口 5，其实质上透明并且通过置于壁4的上端来闭合微囊。图IB补充说明并且示出了沿着图IA中的虚线的横截面。这里无需具体描述这些 元件的构造或者几何结构，但是适合于指定组件的近似尺寸和几何结构。众所周知，如果反射体(未示出)形成在衬底的表面上，则在衬底与膜之间的空间 通常约为2 μ m，以便优化波长为8至14 μ m之间的常用红外线波段上的灵敏度。在膜2与 窗口 5之间的空间也通常约为2μπι以便防止一旦腔被耗尽则元件相互太近。这种结构的 节距P通常多余25 μ m。清楚的是，锚定结构3(在图1中示出了四个，并且如果膜的机械稳定性允许则这 一数目可能被减少至两个)的覆盖区明显限制了各膜2能高效收集的、与整个表面面积P2 上接收的总能量成比例的辐射能量。此外，壁4的覆盖区和在壁4与膜2之间的微囊内的相邻外围空间也部分地限制 了膜能够收集的辐射能量。换言之，这些几何上的补偿对填充因子造成明显限制(尤其在更窄节距的情况 下)。与没有微囊但具有两个(或者甚至四个)相邻膜所共有的锚定点的结构相比，在 可以使用形成在壁内的锚定结构来实现的支撑臂6的长度方面存在其它限制。在本领域 中，在没有微囊的情况下使用以往技术时，通过沿着两个(或者四个)灵敏部位之间的对称 轴形成锚定点而获得这种有利布局是常规的，并且实际上设定了已知技术的性能水平。本发明的目的因此在于提供这样的结构及其制作方法以便最终形成从增强的性 能中获益而仍然享有真空密闭微部位技术提供的益处的检测器。本发明的另一目的在于提出具体器件及其制作方法，这些器件具有在本发明的范 围有利地获得的光电特性·具有分别在若干光谱带中灵敏的微部位的检测器，·具有对红外线辐射不灵敏的局部地布置的基准微部位的检测器， 有能力检测辐射的仅某些极化定向或者辐射入射方向或者具有若干截止波长的 均勻或者分布式像素高通滤波器的检测器，·配备有抗密集辐射的保护的检测器。在本说明书的其余部分中主要基于本发明所适合的最普遍情况的架构细节和特 别令人感兴趣的内容——在与8至14 μ m红外线气氛传输窗口对应的长波红外线(LWIR) 区域中的检测——来详述本发明。然而有可能调整本发明的构造细节以便在其它红外线波 段中(甚至超出所谓“太赫”域中的红外线区域)利用本发明。这是在此与更具限制性的 术语“红外线”相比有时优选使用术语“电磁辐射”的原因。另外，在本说明书的其余部分中，术语“关注辐射”或者具体为“关注光谱带”(其 限定范围随后由Xmin和λ_来表示)将理解为检测器被既定(或者设计)为灵敏的波长 范围。在微型辐射热测定器的情况下，膜本身通常对很宽范围的辐射频率灵敏(换言之，它 并非对特别波长灵敏)，因而“关注光谱带”事实上由窗口(在这一情况下为窗盖)在其中基本上透明的光谱限定。术语“优选光谱灵敏度”或者“优选光谱”也将理解为借助窗盖的如下光谱传输掩 模来获得检测器在所述关注光谱带内的特定波长λ p附近的最大灵敏度(或者光学响应)， 该掩模在该波长附近表现最大灵敏度。

发明内容
为此目的，本发明的目的在于一种基本上克服与现有技术关联的限制的密封封闭 的微囊的壁和构成单位检测器的膜的支撑臂的锚定点的特定布置。因此，本发明涉及一种电磁辐射检测器，用于在优选波长λρ的附近操作，所述优 选波长λρ包括在限定于Xmin与λ_之间的关注光谱带内，该检测器包括多个单位检测微 部位，每个微部位包括具有至少对关注光谱带中的辐射灵敏的膜的微检测器，并且每个微 部位设置在由衬底、用作窗口的上壁和侧壁限定的微腔或者微囊中，其中对于多个微部位 中的至少一些微部位，该窗口对在关注光谱带中的所述辐射透明，所述膜借助包括导电层 的至少两个支撑臂来悬置于衬底上方，其中每个微腔或者微囊内通常为真空或者低压。在下文中，与采用比如“真空(密闭)”或者任何具体压强的术语的概念相比，优选 使用术语“密封封闭”，因为微囊的基本特征是它们有能力在成品的整个工作寿命(数年) 内，并且在考虑到优选存在与腔连通的捕获器元件的情况下，维持足够稳定的内压，从而免 对其中容纳的灵敏元件的运转的干扰。虽然一般尝试实现通常低于5. 10_3毫巴的压强(通 常视之为“真空”)，但是内压高得多的低导热率气体(Ar、Xe、Kr)可以满足工作寿命要求并 且在上文所言意义上意味着具有气密性。根据本发明，支撑臂的端部锚定于侧壁中。在本发明的一个实施例中，限定所述微腔或者微囊的侧壁由两个最终接合的部分 构成-第一下方部分，粘附到衬底并且在每个检测微部位形成外围壁的拼用式基座，并 且局部地包括确保与支撑臂的导电层的电连续性的导电竖直连接；-第二部分，在每个微囊的外围周围，所述第二部分的基座叠加在并且物理地附着 在第一部分的顶面，并且支撑与衬底大致平行的上壁或者窗口。根据本发明的一个方面，支撑膜的臂的端部的锚定点和电连接形成在这两个部分 之间的分界面处。因此，基本上消除了由于对臂的长度和锚定点的覆盖区施加限制所致的 根据现有技术的检测器中固有的灵敏度损失。根据本发明的一个有利方面，在侧壁附近的上壁或者窗口处设置外周面以便实质 地补偿由于所述壁的覆盖区所致的填充因子的剩余减少。具体而言，这些外周面朝向衬底 倾斜或者具有圆形轮廓，所述外周面能够在两个微部位之间的边界附近大多数入射电磁辐 射向相邻微腔中的一个或者另一个偏转而实质上不对可用于形成图像的信号造成任何中 间损耗。有利地，衬底被将入射辐射向灵敏膜反射的层所覆盖，所述反射体全部或者部分 由能够收集微囊或者捕获器中俘获的残留气体分子的材料构成，该材料例如由钛构成。有利地，通过在侧壁的两个部分之间的焊线处相对于所述臂的轴线横向地延伸至 与所述衬底电导通的竖直连接元件(16)的导通来获得在包括导电层的至少两个支撑臂与衬底之间的电连续性。有利地，根据本发明的检测器除了限定微囊或者微腔的侧壁之外，没有任何用于 锚定灵敏膜的支撑臂的结构。有利地，使用如下材料来获得微腔的密封封闭，这些材料粘附到上壁或者窗口或 者与上壁或者窗口集成并且稳固地置于如下元件上，这些元件部分地布置于窗口的下面并 且侧向地锚定到侧壁的上部。在例如文献FR 2 822 541中并且以更实用方式在文献FR 2 864 340中公开了允 许去除在微囊或者微腔内暂时俘获的牺牲材料的技术和用于密封地闭合所述微囊的技术。 在本发明的具体说明中陈述由于尤其适合于这种背景因而有利的布局。在本发明一个具体应用的背景中，微检测器由微型辐射热测定器构成，并且微囊 的上壁或者窗口由从硅、硅锗合金或者硫化锌中选择的材料制成为单层或者多层。在本发明的一个特定实施例中，微部位的第一部分具有与微部位的第二部分的优 选光谱明显不同的优选光谱，这归因于在所述部分之一的窗口中或者窗口上形成与其它部 分相比不同的至少一层。在另一特定实施例中，微部位的第一部分对关注辐射灵敏，而微部位的第二部分 则实质上不透射，这归因于在第二部分的窗口中或者窗口上沉积的不透明金属层。在一个特定实施例中，由于在所述部分的窗口中或者窗口上布置的导体网格，至 少一些微部位对入射辐射的极化或者入射角灵敏。在另一特定实施例中，微部位的第一部分包括密封封闭的微腔，而微部位的第二 部分的内部腔与微囊以外的气氛连通。在另一特定实施例中，微部位的第一部分包括密封封闭的微腔，而微部位的第二 部分的内部体积完全被材料填充。在另一特定实施例中，通过在窗口中形成至少一个特殊层而使检测器具有高通滤 波器。在一个特定实施例中，微部位的第一部分具有第一高通滤波器，而至少第二部分 具有第二高通滤波器。换言之，微部位的第一部分包括具有第一截止波长的高通滤波器，而 微部位的至少第二部分包括具有至少第二截止波长的高通滤波器。在另一特定实施例中，至少一些微部位包括形成在窗口中或者窗口上的至少一 层，该层使检测器具有根据入射电磁通量而改变的灵敏度。本发明还涉及一种用于使用这样的检测器来检测电磁辐射的器件。


通过下文描述将使本发明更加容易理解，与附图相结合地提供仅以示例的形式给 出的该描述的详情，附图中相同的标记涉及相同部件■图IA以一般方式示出了根据现有技术的微囊阵列的部分示意平面图；■图IB示出了为了仅示出图IA中的实物的主要元件而简化的竖直截面图；■图2A是为了使说明清楚而以简化方式布置的根据本发明的微囊阵列的部分示 意平面图；■图2B示出了为了仅示出图2A中的结构的主要元件而简化的沿着虚线的截面图；■图3A和3C示出了使用在两个不同制作阶段形成壁的第一方法的根据本发明的 微囊阵列的部分平面图；■图;3B和3D分别示出涉及图3A和3C的结构的截面图；■图3E示出了用于形成电连接的替代方法的相同截面图；■图4A示出了使用形成壁的第二方法并且在其中已经形成构成检测器的膜的步 骤之后的根据本发明的微囊阵列的部分平面图；■图4B是图4A中的结构的截面图；■图4C示出了使用在其中已经形成构成检测器的膜的步骤之后出于电学目的而 插入支撑臂的特定方法的根据本发明的微囊阵列的部分平面图；■图5A示出了使用形成微囊的壁和盖的上部的优选方法并且在各个制作阶段的 根据本发明的微囊阵列的部分平面图；■图5B和5C示出了图5A中的结构在形成所述结构的两个不同阶段沿着虚线的 截面图；■图6A示出了使用在各个制作阶段形成微囊的壁和盖的上部的替代有利方法的 根据本发明的微囊阵列的部分平面图；■图6B至6D是示出了图6A中的结构在形成所述结构的三个不同阶段的截面图；■图7是示出了具有两个优选波长的根据本发明的检测器的双灵敏度的图。为了使平面图中的附图更清楚，出于图示目的而仅标明为了获得对相关文字的充 分理解而必需的那些堆叠层的限制。完全是为了图示的目的而使截面图仅根据所需地被详 细示出，应当理解各种材料可以采用与所建议的形式不同的形式或者具有与所提示的细节 不同的细节而不因此超出本发明的范围。还应当注意，术语“一层”能够根据技术上是否有在设计细节层面的要求而被理解 为“一层或者多层”，而不因此实质地改变或者扩展所陈述的原理。这同样适用于为了阐明 各种特定实施例而陈述的进展。
具体实施例方式图2A以避免用于电布线、耗尽和密封封闭微部位的功能性元件的形式示意地示 出了根据本发明的设计。这些元件如下·初始衬底1，所有结构共同地形成于其上；·在具有重复节距ρ的阵列中的检测器的灵敏膜2，由它们的支撑臂6所支撑，这 些臂6延伸直至它们插入到外围壁4 ；·壁或者侧壁4，由叠加部分4A和4B形成； 上盖或者窗口 5。图2B补充与膜2的支撑臂6的插入有关的描述。现在已经消除在图IA和IB中 以其传统形式示意地示出的锚定结构，并且臂6延伸直至在壁4的两个部分4A与4B之间 的接合处，这些壁用作为在灵敏部位之间的对称轴上形成的锚定结构，这在已知最高性能 的技术的情况下是惯有的。这使得热阻的大量增加并且产生相比于文献FR 2 822 541中 描述的技术的检测器的提高的灵敏度。类似地，消除图IA中所示锚定结构3的覆盖区和相关联分离空间使得填充因子的显著提高。这一布局变成几乎等效(除了壁的覆盖区之外) 于如下到常规器件这些器件没有微囊，但是以本领域技术人员可以容易理解的方式，这些 器件有利地配备有各自在两个或者甚至四个检测部位之间共享的连接和锚定点。根据本发明的检测器的结构的一个明显的结果在于变得有可能构造如下的热 检测器，这些检测器的阵列节距约为25 μ m或者甚至下限为约15 μ m的针对长波红外线 (LffIR)辐射的可用物理极限，而代价为与使用已知技术来产生但没有微囊的结构(即如在 前序中所述的必须使用常规技术来集成而具有这些技术的所有固有限制，尤其是经济上的 限制的结构)相比可忽略不计的灵敏度损耗。另外，如下文说明的那样，可以基本上消除与 壁的覆盖区关联的残留损耗。下文参照图2A和:3B说明使用形成壁的第一优选非限制方法的这种检测器的一个 实施例。处理始于在衬底1的表面上进行沉积并通过蚀刻来限定反射金属层11，例如基于 钛和/或铝的层。以已知方式，所述衬底由本领域中熟知的多个介电层7钝化。这一钝化 具有朝向金属块接触10的局部化开口，这些接触被设计成提供向灵敏膜2的电接入。反射 层11被设计成形成本领域中常规地使用的四分之一波片的下部。有利地并且如已经提出 的那样，该层11全部或者部分地由捕获器元件构成，捕获元件通常在出现一旦囊被最终形 成则要求维持囊内的低压时有用。通过在灵敏元件的中心部分处添加最终厚度约为2μπι的极化层12 (该极化层12 通常为有机层如聚酰亚胺)来继续该处理。然后沉积厚度通常小于0. 1 μ m的、例如由氧化硅或者氮化硅制成的第一电介质 材料层13，然后沉积厚度约为0. 1至0. 2 μ m的铝或者非晶硅层14，并且通过蚀刻来形成宽 度近似0. 5 μ m的槽8的网格。通过对层12的各向异性来继续这一蚀刻以暴露图案10和衬 底的钝化表面。在这一实施例中，在图案10的附近，槽的宽度增加例如0.5μπι。然后通过 使用业内已知的技术在这些槽中和在层14的表面上沉积大约0. 5至1 μ m厚的介电层或者 依从性非晶硅层15。层15的厚度使得槽的窄部被完全填充并且它们的较宽部分留下0. 5 至Iym的无阻碍开口。其余描述基于图3C和3D。然后各向异性地蚀刻层15以便暴露层14以及槽的加宽部分的向接触10敞开的 底部。槽的窄部始终被添满，而加宽部分的竖直轮廓则由层15覆盖。然后使用如下技术来 金属化由槽的加宽部分形成的腔，这些技术是微电子领域中已知的并且通常运用例如，钨 或者硅化钨以及化学气相沉积(CVD)或者涉及到铜的电化学处理。金属化物16填充剩余 的竖直腔并且覆盖随后通过无掩模地蚀刻金属化物16而被暴露的层14。如图3D中所见， 然后仅保留该层16的竖直元件。然后还通过无掩模的蚀刻在各处去除层14以便有选择地 暴露层13。层14起到与用于蚀刻槽的硬掩模相同的作用，并且还用作为蚀刻阻止层以便有 助于消除金属化物16而不损坏层13。然而如果使用高选择性的处理，则有可能省却使用该 层14。如已经提示的那样，本领域技术人员根据蚀刻层14是由铝还是硅制成而了解用于蚀 刻层14的适当处理。在这一阶段形成壁4的下方部分4A以及如下元件，这些元件允许电连接到膜的有
11源结构。形成膜2所特有的结构，并且这获得在图4A和4B中以简化方式示出的实物，从而 继续该方法。在根据结合图3D描述的组件的先前的步骤期间，图4B呈现出层16和14的完全 水平化。在这种情况下，在这一阶段适合例如，在层13上沉积金属层17，然后沉积与层13 实质上相同的第二介电层18以便以已知构造形成用于支撑臂6的材料。如图3C中的平面 图中所示，与上述竖直金属化物16连续地形成为了确保每个膜至少两个臂的电连续性而 设计的例如由氮化钛制成的层17。可以根据图3E(未示出层17以求简化)中提出的变化来实现臂与接触10的电连 续性。在这一特定实施例中，在层13与14之间依次插入层17是有用的。在上述操作期间， 为了蚀刻层16和14并且暴露层17，将法兰19保留在紧邻于竖直元件16的附近。使用这 一变化以更传统的方式获得电连续性。在此，无需给出如何形成膜2的具体描述，或者具体描述与层17有电连续性的一 个或者多个温度灵敏层的沉积和定义，因为可以在文献FR 2 752 299 (US 5，912，464)或 者FR 2 796 148 (US 6，426，539)中找到这些温度灵敏层的典型实施例。应当注意，根据用来形成膜的材料的性质，本领域技术人员将发现易于决定是留 下外围形成物4A顶面上的材料还是去除这些材料。无需在平面和截面图中指定膜的细节， 并且以下各图未在平面图中示出膜的外形以便简化各图；在截面图中用粗线示出外形，而 该粗线从内部结构上讲并不详细。如图2A所提示的，易于形成并非意图提供电连续性的支撑臂，S卩，如果有这样的 支撑臂，则这些支撑臂具有严格机械目的而不会浪费腔内的空间，因为构成臂的层至少将 延伸足够远以与这样形成的壁4A接触或者位于其上方。为了确保(如果需要的话)层 13(或者一般而言，在蚀刻槽之前沉积、然后为了构成臂的插入点而保留的层)的边缘插入 到壁4A中，有用的是在沉积层15之前，通过实施例如短暂的氧等离子体处理来进行对牺牲 材料12的略微各向同性蚀刻以便在矿物表面层的边沿下方略微地加宽槽。随后沉积的填 充物15粘附到层13外周围的下表面。在上面参照图3D说明的在形成导体16之后沉积层17的变型中，还可以形成用于 如下臂的支撑点，这些臂被设计成确保在壁4A上任何点处的电连续性，只要在壁4A上层17 被连续地保留到直至到达至少一个竖直连接元件16。图4C示出了利用这一可能性的特定布局的例子，其中元件16相对于电连续臂的 轴以交错方式形成在壁4A的网格中。事实上，如图4A中提出的那样与竖直连接16相对地 锚定电支撑臂仅为根据现有技术的常规构造所启发的一个布局例子。由此进一步增加电臂 的所及范围，因为在这一情况下在所述臂被插入的点处槽未被加宽。因此在图4C中，在竖 直连接16与电臂的锚定点之间保留层17(对于该层无需表示在臂的位置处和在膜中的细 节)以便保证从在衬底处的接触10到膜2的电连续性。换言之，通过在侧壁的部分4A与4B之间的焊线处相对于所述臂的轴线横向地延 伸至竖直连接元件16 (竖直连接元件16与所述衬底电导通)的导通来获得在臂6与衬底 1之间的电连续性。可以考虑保留层16以不仅形成上文已经描述的法兰延伸19而且形成根据所述原理从金属化区域16到提供电连续性的臂的锚定点的向壁4A的顶面的局部延伸，从根据结 合图3E说明的变型来实施延伸至壁4A的顶面的这一偏移连接器技术的特定形式。本领域技术人员将能够通过维持或者中断各种层的连续性以便保证在用于膜的 必要连接之间的适当接通或者隔离来有利地利用这些独特的特征。在继续描述组件之前，在下文中与已经考察的图4A和4B相关联地给出关于如何 根据第二优选非限制性实施例制作下方的壁4A的元件的说明。如前述那样，这一处理始于在衬底的表面上与接触10有连续性地沉积和限定反 射体11。反射图案11的具体切割与图3B、3D和3E中的切割相比有所修改，但是这在本例 中仅为意图使得更易于表示由提出的处理所产生的最终形貌的另一示例形式。然后使用本 领域中的常规手段来沉积由本领域中的常规材料(即硅石或者氧化硅或者中间物)制成的 大约2μπι厚的介电层20。有利地，通过化学机械抛光(CMP)来平坦化该层20，然后在将要成为竖直电连接 的位置处通过贯穿层20的各向异性蚀刻来产生竖直开口。尤其是，在各处沉积金属化物16 以便尤其使用熟知的专用技术(通常为CVD和/或电化学沉积)来填充这些开口。通常使用作为本领域中的常用技术的CMP来使层16最终向下与层20的表面齐平。然后根据图5Α中举例的图案，各向异性地蚀刻层20来限定部分4Α直至用作蚀刻 停止层的反射体11的表面。如图4Β所示，在图案11之间的空间在这一操作之后略微锯齿 状地出现而这对希望的结果没有任何不利影响。然后涂敷平坦化层12 (通常为聚酰亚胺)以便填充并大致地拉平整个表面纹理， 然后通过蚀刻或者优选地通过CMP来平坦化该层以便暴露结构4Α的顶表面。应当注意如 果层16在把腔形成在层20中的步骤之前保留在水平表面上，则仅能够在这一步骤中使用 一次CMP来平坦化该结构。沉积介电层13来继续该处理，其中通过在金属化物16附近进行蚀刻来仅局部地 打开该介电层13。然后在该结构上沉积层17以便提供与元件16的顶面的电连续性。已经 根据功能要求限定了该层17的臂和膜，沉积并通过蚀刻限定优选地与层13类似的第二介 电层18，并且该处理继续直至完成实际的支撑臂和膜2的元件，在这点上无需详述这些步
马聚ο这产生根据本发明的如下结构，从复杂性(步骤数目)和壁4Α顶面上实质为零形 来说，有利的是该结构具有相同通用对接特征以及形成由根据本发明的外围壁所支撑的可 选机械结构。下面结合图5Α、5Β和5C描述壁的上部4Β和盖(或者窗口)5的一个优选实施例。图5Α分成四个象限，这些象限描述了构造如何在仅描绘出主要元件的平面图的 箭头方向上的若干独特步骤中进展。该处理始于沉积类型实质上与层12相同并且厚度为例如2μπι的平坦化层30。然 后在表面上沉积并且通过蚀刻局部地截断壁4Α路线的每个微部位至少一个紧凑图案来限 定近似0. 1至0. 2 μ m厚并且由硅或者氮化硅或者非晶硅制成的矿物层31。在所得到的结 构尽可能少地破坏成品质量的范围内，如图5A(左上)中所示在四个微部位所共有的角落 中布置图案31以便形成四个微部位所共有的多边形是有利的。然而，很明显对于其它布局
13也是可行的。沉积类型实质上与层30和12相同、通常约为0. 1至0. 2 μ m厚的新的极化层32， 然后通过光刻和蚀刻32、31、30来形成槽4B的十字形图案(图5A中的左下)直至到达结 构4A的顶部。槽的宽度和图案实质上可以叠加于图案4A的几何结构上。实质上对于待检测的辐射透明的矿物层33沉积于组件上以便形成用于槽4B的填 充物，这些槽形成微囊的侧壁4的上部4B。材料33优选地由厚度适合于填充槽4B (即通常 为0.5至Ιμπι)的非晶硅或者非晶硅和锗的合金构成。可以通过使用相对薄的中间层(例 如0. 1至0. 3 μ m厚的层)来使槽4B的蚀刻更容易以便形成类型与层33相同、但是在光刻 槽4B之前沉积的硬掩膜，这是本领域中的通常做法。然后根据图5A(右下)通过蚀刻层33来制成限于剩余图案31内(即远离槽4B) 的穿孔34。在这一点，通过使用例如氧等离子体来消除微囊12、30和32内的所有牺牲有机层 是有用的。开孔34用作为用于氧化剂种子的穿透孔并且用于根据已知技术来去除蚀刻副 产物。一旦这些材料已被完全消除(甚至从微部位的中间)，组件可选地在与原位材料兼容 的温度下(通常在约200至400°C )在真空中预先脱气充分的时间(例如一至数小时)，并 且通过沉积对于待检测的辐射透明并且通常通过物理手段而且优选地通过热喷溅来获得 的一层或者多层35来密封封闭微囊。该技术对于本领域技术人员而言是熟知的。所用材 料优选地具有在热检测的背景中为8至14 μ m的波长、比如硅、硅锗的合金、硫化锌。它们 可以布置于有利地适合于优化窗盖33、35的透明度的多层结构中。这里无需详述所讨论的 堆叠层，这些层通常具有若干微米的总厚度，该厚度在要求最小内压的通常情况下容易充 分地密封封闭开口 34，从而真空密封微囊。众所周知，还可以通过在沉积层35之前沉积透明窗口 5的非组成层来实现对微囊 的密封封闭。该封闭层可以是不透明的并且可以由金属(例如铝)制成，并优选地通过喷 溅来获得。在这种情况下，需要通过使用掩模和额外的蚀刻操作，通常使用与元件31相同 的图案在沉积组件35之前从光学区去除该层。根据已知技术，在微囊内形成至少一种如下材料也是有利的，该材料能够收集微 囊中俘获的气体残留分子、例如钛分子，该材料可以是例如制成反射体11的材料或者材料 之一。这一材料然后作为捕获器工作。在密封封闭步骤期间，还能够提供如已知其本身为在低压在热导率低的气体，比 如氩、氪或者氙。这些气体不干扰捕获器材料，这些材料对于必须在微囊中保持在最低的可 能水平的氛围气体(氧、氮)、挥发性有机残留物和氢继续实现它们的作用。这样形成的完整结构与根据现有技术的结构的不同点在于支撑膜2的臂的长度 不再受到在微部位内形成锚定结构3的限制并且由于所述锚定结构的结构消除，灵敏膜留 下的可用空间的填充因子明显提高。即便在设计有极小节距的如下热成像器的情况下，这 也会获得与没有微囊的传统结构实现的灵敏度类似的灵敏度，这些节距同时具有的优点在 于不要求在具有透明窗口的封装中进行后续的密封集成处理。现在结合图6A至6D描述附加的有利布置。在沉积层31的步骤之后，该处理继续沉积0. 1至0. 2 μ m厚的铝层36 (或者具有 使得后续显影能够实现的技术特性的任何其它材料)，随后用已经描述的相同图案蚀刻该层至层31。这一步骤对应于图6A中的左上部分。然后沉积约为1至2 μ m厚的牺牲层32。然后如图6A中所示，通过一方面在图案 31附近蚀刻而另一方面在图案4A附近蚀刻来局部地去除该层32。形成层32的边缘使得 它向基底倾斜约30°至45°。这在蚀刻层32之前使用已知技术(比如利用光刻掩模的抗 蚀剂回流处理)来实现。图6B呈现出规则轮廓，但还优选适用或多或少圆化的轮廓。对层32的蚀刻首先 停止于层36的表面，其次停止于层30和32的厚度之中，但这并非特别关键。在图6A的左 下部分中示意地示出了这一步骤。该处理继续形成槽4B。出于这一目的，首先蚀刻层32和30，然后是层30 (如果保 留有层30的任何部分厚度)，然后是36直至壁4A暴露于槽的底部。然后通过沉积层33来 获得4B的形成和窗盖的基底。如上所述，贯通层33地进行蚀刻来形成开口 34，开口 34限制在由层36形成的图 案内；蚀刻停止于层36。在图6A(右下)中示出这一点。然后通常通过湿法蚀刻来横向地 蚀刻或者甚至完全各向同性地蚀刻层36以便提供向层32的接入。图6C继续接下来的操作，在该操作期间通过孔34和层36留下的自由空间来消除 所有牺牲层12、30、32。在图6A(右上)和6D中示意地示出了上述使用物理真空沉积的最 终密封封闭步骤。该处理的首要结果是形成透明窗盖，这些窗盖的外围具有如下面，这些面朝向衬 底倾斜或者具有沉降至支撑表面4A而在层堆叠和厚度方面没有光学特性的重大改变的圆 形形状，该形状首先在每个微部位产生与微透镜(即如下透镜，该透镜的功能是朝向相邻 腔中的任意一个偏转微部位之间边界附近的入射射线，这些射线将在该腔处最终由灵敏膜 吸收)等效的光学结构。如果没有这种结构，则这些射线将在壁4上被吸收或者漫射、即在 图像形成上产生损耗。该效果在图6D中由虚线箭头示意地表示。这造成个别检测部位的 灵敏度的额外增益。处理的另一有利结果在于使得蚀刻处理并且因此还使得槽4B的填充更容易，因 为这一效果明显减少要在暴露结构4A之前蚀刻的层30的残留厚度。实际上，有可能相对于 期望的倾斜或者圆化边缘(面)的深度相关联地调节层30和32的厚度以便优化所有处理 和所得最终几何形状。可以使用例如任意薄层30来无困难地将槽4B的深度减小至0. 5 μ m 或者甚至更少。此外，层33的厚度有利地适于完全填充槽4B，即它的厚度大于槽的宽度的一半， 使得形成在层35上(更一般地，在所有层)的衍射图案的侧面邻接(不具有任何近乎竖直 的部分)以便分离在两个相邻微部位之间的入射光束而不造成中间损耗。这一结果可以在 例如通过使用硅、锗或者使用CVD获得的中间合金来形成层35时通过使用通过CVD获得的 至少一层来实现。这种布置还使得能够一旦开口 34被关闭，使微腔的密封封闭更为可靠。现在描述用来通过至少部分地修改根据本发明形成的个别窗盖的性质和/或组 成来给出微部位的一些或者所有不同光电特性的一系列特定定实施例。在一个特定实施例中，构成一些微部位的窗盖5的系列层包括如下层，该层在整 个红外线光谱内不透明并且基本上在所述微部位的整个表面区域上延伸而且基本上是连 续的并且为金属。例如在如上文所述的微囊封闭操作期间已经使用了这样的层。在这种情况下，在包含如下微检测器的那些部位保留这一层就足够了，使来自场景的辐射“不透过” 该微检测器或者至少基本上不灵敏是必要或有利的。在这种情况下，这一附加层是所讨论 的微部位上的“窗口”的一部分，该部分然后由术语“盖”更好地描述，因为它实际上充当光 学屏蔽。如果在封闭期间不需要所述金属层，则可以容易地另外沉积该金属层，然后在形成 层35之前或者之后在光学灵敏部位蚀刻该层。如本领域中所周知的，获得的有利结果通常是能够以略微增加复杂度为代价形成 对来自场景的辐射不灵敏的特殊辐射热测定结构，这些结构称为基准或者补偿辐射热测定 器并且通常是形成不受共模噪声影响的干净信号所需要的。这些结构通常布置于灵敏阵列 表面的边缘处或者外围周围并且通常生产起来很复杂，这不在本发明的范围内(无微囊)。在本发明的另一特定实施例中，至少一些微部位包括在所述微部位的窗口 5中或 者窗口 5上形成的平行导电带的网格，这些带基本上在所述微部位的整个表面区域上延伸 并且具有小于待检测波长的重复节距。术语“小于”取作意为不大于近似λω η/3。以这一方式获得的入射辐射的极化滤波具有的效果在于很明显地衰减所述辐射 的与导体网格成直角的分量而与之平行的分量实质上由口 5透射。本领域技术人员知道如 何优化位于这样的窗之后的、用于这种极化辐射的灵敏膜的光学吸收，或者恰好相反，根据 所寻求的目标，如何来形成实质上对极化不灵敏的膜。在例如文献FR 2 752 299 (US 5 912 464)中提供的细节与此方面相关。可以使用例如这样的检测器来放大，或者相反地衰减来自场景元件的如下辐射， 该辐射在与金属网格的定向大致地平行的平面上反射(例如地面上热物体的反射)后撞击 焦平面。使用这一方法在单个阵列中构造一方面在一个极化方向上优选为灵敏的微部位 而另一方面在正交方向上优选为灵敏的微部位，产生如下检测器，该检测器提供来自场景 的辐射的“水平”和“竖直”分量的两个通常同时出现的子图像，例如交织图像。这提供与 观测的场景有关的更丰富的信息。在本发明的另一特定实施例中，至少一些微部位包括形成在窗口 5中或者窗口 5 上并且基本上在所述微部位的整个表面区域上延伸而且重复节距与待检测的优选波长入ρ 的数量级相同的导电带的网格。术语“数量级”取作意为近似于入5至λρ/2。换言之，重复 节距为人￡)至λρ/2。术语“单位图案”取作意为如下最小图案，该图案通过在与焦平面平行的平面上在 两个方向(未必成直角)上规则地重复来产生完整的衍射图案。所述单位衍射图案可以是 线形、圆形、十字形或者盘形元件，仅以示例而非限制的方式给出这些例子。这样，由于网格图案的衍射，根据辐射的入射角来调制检测器的灵敏度。例如，可 以利用这一效果，根据场景的要素相对于其中安装有检测器的系统的光轴的角度来增加， 或者相反地降低检测器的灵敏度。在给定用于限定金属层的适当设计的掩模的情况下，使用与上述相同的技术(这 一技术是为了形成不透明屏蔽而开发的)在窗口 5的组成中形成这些极化或者衍射滤波 器。优选地选择导通带的宽度以使其明显小于重复节距。类似地，选择单位图案的不透明 表面区域以使其明显小于在重复所述单位图案的两个方向上的重复节距的乘积以避免与 具有这样的网格的窗口相向的微检测器的灵敏度降低。
在本发明的另一特定实施例中，微部位中一部分微部位的窗口 5的系列层包括至 少一个如下层，该层在关注光谱带内透明并且在厚度和/或类型方面不同于微部位中另一 部分微部位的窗口 5的系列层以便向各部分给出不同道优先光谱灵敏度。换言之，这一特定实施例提供位于相同电子视网膜上的(至少)两类微部位，这些 微部位分别对共同的关注光谱带上的两个优选波长λρ1和λρ2附近的(至少)两个部分更 灵敏，因为与各微检测器相向形成的窗口 5分别具有不同的传输光谱。两个传输光谱未必 不连续，并且这不能使用构成窗口 5的少量几个层来实现。这一方面使得能够例如，借助由 至少两个邻近微部位提供的信号来获得如下信息，能够基于该信息辨别所观测的场景中的 特定物体的发射温度。没有可能具体描述这一实施例的细节，因为多层系统的光学传输光谱很大程度上 依赖于各层的厚度和相应的折射率。然而本领域技术人员具有充分的知识和技能来有利地 利用这一方面并且使用一个或者两个不同层来分别产生各种类型的灵敏部位。显然，如上 所述，必须根据各微部位所要求光谱响应，使用一个或者多个适当的掩模和相关联的已知 的实施技术来局部地保留或者消除不同的一层或者多层。例如，将针对微部位中的一部分微部位获得在8到10 μ m之间的增强的响应而对 于ΙΟμπι以上的减弱的响应，而对于微部位中的另一部分则相反。还能够针对中红外(从3 至5μπι)和远红外(从8至14 μ m)波长形成所谓的双光谱视网膜而不会面临使用传统技 术集成于封装中的检测器(其中窗口仅能为阵列的所有灵敏像素所共有，因为它的位置远 离焦平面)所面临的有关于窗口的“宽带”透明度的约束。应理解这一实施例赋予以相对简单方式形成双光谱或者甚至多光谱成像器的可 能性，该成像器的空间灵敏度分布(例如棋盘格或者交织线)仅由一个或者多个在制作处 理结束时应用的掩模的设计所限定，其中该掩模确定如何保留或者消除灵敏视网膜的各区 域(部分)之间的各个层。结合图7图示了这种差动灵敏度分别在两个优选波长λ pl和λ ρ2附近的检测器。 在所述例子中，下文描述的高通函数(在这一情况下超出Xmin)为所有微部位所共有。在本发明的一个特定实施例中，微部位中的第一部分包括密封封闭的微腔，而微 部位中的第二部分包括与外部气氛连通的微腔。例如通过在微部位中的第二部分上层35 的沉积进行掩模处理或者通过不提供与所述微部位的开口 34相对的层31来获得这一方这产生对用于微部位中的第一部分的辐射灵敏的一些微检测器和对用于第二部 分的辐射不灵敏的一些微检测器。后者通常可以用作基准检测器以便在补偿之后形成无共 模噪声的信号，或者更一般地用作对器件以外的压强不灵敏的检测器。在本发明的一个特定实施例中，微部位中的第一部分包括密封封闭的微腔，而微 部位中的第二部分包括使用实质上相同的处理同时形成的、但完全被材料填充的“微囊”。 这是优选使用术语“微囊”而不是“微腔”的原因，后者由如下空间构成，该空间由固体材料 界定，但其本身不包含固体材料。这一方面通过不在所述第二微部位的覆盖区中提供开口 34来直接获得。这样，牺牲材料层12、30、32在去除牺牲层的操作期间被保留而不产生除了 在内部微检测器与衬底之间形成热短路以外的任何随后的功能。这样有可能首先获得对用于微部位的第一部分的辐射灵敏的微检测器，其次获得
17对辐射不灵敏的微检测器并且连续地保持于用于第二部分的衬底(热沉)的温度而无需形 成额外的不透明层。第二微部位通常可以用作基准检测器以便在补偿之后形成无共模噪声的信号，或 者更一般地用作仅对衬底的温度灵敏的检测器并且可以例如用作温度传感器。下文现在描述结合检测器或者借助所述检测器形成的器件(这里，这一术语表示 集成度更高的组件)的光谱响应的高通滤波来实施本发明的各种方式。尤其对于工作在8至14 μ m的大气透过波段中的检测器，常见的做法是从焦平面 上游插入称为“高通”滤波器的光学元件；这一滤波器的主要功能在于，如果关注光谱带为 从8至14 μ m的远红外线，则阻止波长在阈值(该阈值通常设置成约为7. 5至7. 7 μ m)以 下的辐射。这一高通滤波器通常借助如下涂层来形成，该涂层通过在厚的锗片或者硅片的一 个面上或者一般地在厚的锗片或者硅片的两个面上分布的多层沉积来获得。该片的两个面 还通常具有一般来说对上至12. 5到16 μ m透明的防反射处理物，这也通过多层沉积来获 得。窗片(或者在术语的通常意义上为窗口)密封地附着到根据现有技术的检测器的罩或 者传统封装的光学有源面并且与该面集成。这一窗的总传输掩模在辐射热测定检测器的情 况下实际上限定用于检测器或者包含所述检测器的器件的“关注光谱带”或者“关注辐射”。在这些优选的高通滤波条件下实施根据本发明的检测器的第一方式是在具有传 统窗口(比如上述窗口)的封装中集成器件。这种组件主要着眼于透明掩模(关注光谱 带)由封装的窗口所限定。这样，根据熟知的并完全掌握的制作方法，通过使用较大数量的 层，可以获得设定繁复约束的传输掩模。此外，密封封闭所述封装的需要被消除或者至少被 明显降低，并且这实现了成品封装时在资源和制造产出方面的明显节约。在这些集成条件之下，同样有利的是进行准备以在封装内提供中等压强的气氛 (例如压强为10毫巴至2巴的低扩散率气体，比如Ar、Kr或者Xe)以便优化根据本发明的 并且配用于本发明中的检测器的工作寿命。这极大地纠正了窗口 5中的原本可能危及微囊 的密封封闭的任何长期渗透或者甚至微裂缝所造成的影响。然而明显的是，使用这种具有 复杂窗的封装会导致的相当高的成本，更不用说与额外的窗口在关注光谱带中的部分透明 度关联的略微性能损耗。实施本发明并且阻止短波的第二方式涉及到在至少一些微部位的窗口 5中或者 窗口上形成在光谱传输方面向所述窗口 5直接给予“高通”滤波能力的至少一层。这一特殊层可以有利地在处理结束时沉积在窗口的表面上以便允许使用如下材 料，这些材料是有效的但不能经受甚至是有限的温度，例如超过150°C的温度，因为这时已 经完成检测器制作过程。有利地，这一层由具有如下光学带隙的半导体材料形成，该光学带隙适合于检测 器的设计所针对的辐射范围。材料中的直接光电转换的效果将有效地阻止与超过所述光 学带隙的能量对应的波长。例如“III-V”族二元化合物hSb在约7.3μπι产生截止，而 “III-V”族二元化合物InAs在约4μπι产生截止。“III-V”族三元合金如h(1_x)AlxSb或者 ha_x)AlxAs(其中0彡χ彡1)根据所选组份χ提供在中红外线与远红外线之间的截止调 节。类似地，选择材料的组分χ如“II-VI”族三元Hg(1_y)CdyTe(其中0.2彡y<0.6)使得 有可能将透明度阈值从可见波段下调至通常8 μ m，窗口 5在所述阈值以下实质上不透明。选择近似0. 4的χ在3 μ m附近产生截止，而选择近似0. 2的χ在约7_8 μ m产生可调截止 阈值，这在远红外线波长适合于根据本发明的检测。还应当提到在约3 μ m产生截止的硫化 铅I^bS。这些例子仅作为信息给出而不是限制。需要获得高纯度或者高度结晶化以便获得希望的效果。沉积这些材料的薄膜的常 规方法(例如用来获得0.5至2μπι厚度的方法)适合于所望望的目的，并且这里无需描述 它们。在1.8μπι以下的波长，无需过滤辐射光谱，因为在许多红外线检测系统或者成像 系统中惯常地具有对低波长而言不透明的锗光学器件。因此直接获得对入射辐射光谱的高 通(波长)滤波而无需在系统的光路上的检测器上游插入额外的窗口。本发明还提出在微部位的第一部分形成具有第一传输阈值的第一高通滤波器而 在微部位的第二(或者更多)部分上形成具有第二传输阈值的第二(或者更多)高通滤波 器。这一结果通过选择分别在各微部位使用的“高通”层的制作材料(例如从上文声明的 材料之中选择不同材料)或者在微部位的一部分上叠加第一高通材料层而在微部位的另 一部分上分别叠加两个不同高通材料层来获得。这通过与形成上述防反射涂层(用来在波 长λρ1和λ ρ2周围提供优选灵敏度)结合或者取而代之的入射辐射截止滤波根据讨论的微 部位实现微检测器的分布式光谱灵敏度。换言之，在这一特定实施例中，检测器的关注光谱带在短波侧上由最低截止频率 限定，并且光谱在两个截止频率之间的部分只能由一些微部位感测。 在又一实施例中，至少一些微部位包括窗口 5，该窗口的至少一层根据入射电磁通 量具有可变的透明度。具体而言，可以使用如下特定层，该层的透明度在作为材料特性的辐 射功率阈值以外迅速下降。可以例如通过使用在工业说法中称为“非线性”的材料来获得这样的层，这些材料 比如是InSb.In (i-x)AlxSb、In(1_x)AlxAs (其中 0 ^ χ ^ 1) ；Hg(1_y)CdyTe (其中 0. 2 ^ χ ^ 0. 6) 和钒氧化物(在本领域中通常由通式VOx表示)并且根据标准工业技术的使用形式为具有 厚度0. 5至2μπι的薄膜。这在通常来自场景中的具有极高温度的源的密集辐射通量投射于检测器的焦平 面上(例如通过偶然地观测到太阳)的情况下提供对位于微囊内的灵敏辐射热测定元件的 至少部分的但很有利的个别(基于像素的)保护。这种源实际上可能引起对所讨论的微检 测器的特性的持续或者甚至永久损坏。由于这一特殊“保护”层实际上位于焦平面上，所以入射能量也实质上仅集中在实 际检测器处，并且这相对于检测器接收的通量使效率最大。应当理解，即便在任何密集辐射 时段期间也仍然保留器件在图像对于用户连续可用方面的功能。在本领域中使用的常规技 术造成一个影响用户的明显缺陷局部地由于从过度曝光的像素获得的信号饱和所致的图 像缺失或者由于如果系统配备有这样的自动特征则在检测到认为发射强度太大的场景之 后自动关闭快门所致的完全图像缺失。
权利要求
1.一种电磁辐射检测器，用于在优选波长λ p的附近操作，所述优选波长λρ包括在 限定于与λ_之间的关注光谱带内，所述电磁辐射检测器包括多个单位检测微部位， 每个微部位包括具有对至少在所述关注光谱带中的辐射灵敏的膜(2)的微检测器，并且每 个微部位设置在由衬底(1)、用作窗口的上壁(5)和侧壁(4)限定的微腔或者微囊中，其中 对于所述多个微部位中的至少一些微部位，所述窗口对在所述关注光谱带内的所述辐射透 明，所述膜⑵借助包括导电层(17)的至少两个支撑臂(6)来悬置于衬底⑴上方，其特 征在于，所述臂(6)的端部锚定在所述侧壁(4)中。
2.根据权利要求1所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述微腔中的至少一些微腔 被密封封闭。
3.根据权利要求2所述的电磁辐射检测器，其特征在于，被密封封闭的所述微腔包含 低热导率气体，如氩、氪或者氙。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电磁辐射检测器，其特征在于，限定所述微腔 或者微囊的侧壁(4)由紧密接合的两个部分构成_第一下方部分(4Α)，粘附到衬底(1)并且在每个检测微部位形成外围壁的拼用式基 座，并且局部地包括确保与支撑臂(6)的所述导电层(17)的电连续性的导电竖直连接；-第二部分(4Β)，在每个微囊的外围周围，所述第二部分的基座叠加在并且物理地附 连到第一部分(4Α)的顶面，并且支撑与所述衬底大致平行的上壁或者窗口(5)。
5.根据权利要求4所述的电磁辐射检测器，其特征在于，包括灵敏膜(2)的导电层 (17)的所述至少两个支撑臂(6)的端部锚定点和电连接形成在构成侧壁(4)的所述两个部 分(4Α)与(4Β)之间的界面处。
6.根据权利要求4或者5所述的电磁辐射检测器，其特征在于，通过在所述侧壁的部分 (4Α)与(4Β)之间的接合面处相对于所述臂的轴线横向地延伸至与所述衬底电导通的竖直 连接元件(16)的导通来获得所述至少两个臂(6)与衬底(1)之间的电连续性。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的电磁辐射检测器，其特征在于，除了限定所 述微囊的所述侧壁之外，没有任何用于锚定灵敏膜(2)的支撑臂(6)的结构。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的电磁辐射检测器，其特征在于，在侧壁(4)附 近，上壁或者窗口(5)具有朝向衬底(1)倾斜的外周面或者圆形轮廓的外周面，所述外周面 能够在两个微部位之间的边界附近将入射辐射向任一相邻微腔偏转。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的电磁辐射检测器，其特征在于，衬底(1)覆盖 有用作为反射体的层(11)，所述反射体用于将入射辐射向灵敏膜(2)反射。
10.根据权利要求9所述的电磁辐射检测器，其特征在于，反射体(11)全部或者部分地 由能够收集所述微腔或者捕获器中俘获的残留气体分子的材料构成，所述材料优选地由钛 构成。
11.根据权利要求4至10中任意一项所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述微腔的 密封封闭由粘附到所述上壁或者窗口(5)或者与所述上壁或者窗口(5)集成并且稳固地置 于元件(31)上的材料形成，所述元件(31)部分地布置于窗口(5)的下面并且被侧向地锚 定到侧壁(4)的上部(4Β)。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述微检测 器由微型辐射热测定器构成，并且上壁或者窗口(5)至少部分地由从硅、硅锗合金或者硫化锌中选择的材料构成为单层或者多层。
13.根据权利要求12所述的电磁辐射检测器，其特征在于，与所述微部位的至少第二 部分的所述窗口相比不同的是，所述微部位的第一部分的窗口(5)包括在所述关注光谱带 中实质上透明的至少一层，从而使得所述第一部分的所述微检测器的优选波长λρ1明显不 同于所述至少第二部分的优选波长λρ2。
14.根据权利要求12或者13所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述微部位中的一 些微部位的窗口(5)包括基本上连续并且基本上在所述微部位的整个表面区域上延伸而 且对红外线光谱中的所有辐射不透明的层。
15.根据权利要求12至14中任意一项所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述微部 位中的至少一些微部位的窗口(5)包括基本上覆盖所述微部位的整个表面区域的导电图 案的网格。
16.根据权利要求15所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述网格由按照小于 Xmin/3的重复节距布置的平行的带或者线形成。
17.根据权利要求16所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述微部位的第一部分的 窗口(5)包括在第一方向上形成的网格，并且所述微部位的第二部分的窗口(5)包括在与 所述第一网格的方向成直角的方向上形成的网格。
18.根据权利要求15所述的电磁辐射检测器，其特征在于，沿着与焦平面平行的平面 上的两个方向，按照入￡)至λ p/2的重复节距使单位图案进行重复来形成所述网格，所述单 位图案具有等于或小于所述重复节距的尺度。
19.根据权利要求14至18中任意一项所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述不透 明层、所述平行的带或者导电的单位图案由金属制成。
20.根据权利要求1至19中任意一项所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述微部位 中的一些微部位的所述微囊填充有固体材料。
21.根据权利要求12至20中任意一项权利要求所述的电磁辐射检测器，其特征在于， 所述微部位中的至少一些微部位包括窗口(5)，所述窗口的至少一层由具有高通型传输光 谱的材料构成。
22.根据权利要求21所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述材料是半导体。
23.根据权利要求22所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述半导体选自于In(1_x) AlxAs、In(1_x)AlxSb，其中 0 < χ < 1 ；Hg(1_y)CdyTe，其中 0. 2 彡 y 彡 0. 6 ；以及 PbS。
24.根据权利要求21所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述微部位的第一部分具 有包含第一截止波长的高通滤波器，并且所述微部位的至少第二部分具有包含至少第二截 止波长的高通滤波器。
25.根据权利要求12至20中任意一项所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述微部 位中的至少一些微部位包括窗口(5)，所述窗口的至少一层由透明度随着入射电磁通量而 改变的材料构成。
26.根据权利要求25所述的电磁辐射检测器，其特征在于，所述材料选自于In(1_x) AlxSb、In(1_x)AlxAs，其中 0 < χ < 1 ；Hg(1_y)CdyTe，其中 0. 2 彡 y 彡 0. 6 ；以及通式为 VOx 的钒 氧化物。
27.一种用于检测电磁辐射的器件，设计成在优选波长λ。附近操作，所述优选波长λ。包括在限定于与λ_之间的关注光谱带内，所述器件包括 密封封闭的封装，在该密封封闭的封装的一面上设置有窗口，所述窗口在所述关注光 谱带中基本上透明而在截止波长以下基本上不透明； 电磁辐射检测器，与所述窗口相向地位于封装内；其特征在于，所述检测器是权利要求12至20中任意一项权利要求所述的检测器，并且 所述封装内的气氛由低扩散率气体或者低扩散率气体的混合物构成。
28.根据权利要求27所述的用于检测电磁辐射的器件，其特征在于，所述气体选自于 氩、氪和氙。
29.根据权利要求27或者28所述的用于检测电磁辐射的器件，其特征在于，所述封装 内的压强为10毫巴至2巴。
全文摘要
电磁辐射检测器由多个单位检测微部位构成，每个微部位包括具有对所讨论的辐射灵敏的膜(2)的微检测器，并且每个微部位设置于由衬底(1)、用作对所述辐射透明的窗口的上壁(5)和侧壁(4)限定的微腔或者微囊中，所述膜(2)借助包括导电层(17)的至少两个支撑臂(6)来悬置于衬底(1)上方，其中所述臂(6)的端部锚定于侧壁(4)中。
文档编号H01L31/0203GK102124311SQ200980131700
公开日2011年7月13日 申请日期2009年10月6日 优先权日2008年10月7日
发明者米歇尔·维兰 申请人:Ulis股份公司