制造具有微囊的电磁辐射探测器的方法与流程
发明领域
本发明涉及包括在可控气氛下单独地或共同地气密地集成的基本探测器的阵列的电磁辐射探测器。更具体地，本发明涉及被设计用于范围从8μm到14μm的红外辐射(特别是长波长的红外辐射(或lwir))的探测的这样的探测器。
本发明找到了在热像仪和高温计(特别是在环境温度处操作的测辐射热的探测器)的领域中的应用。
背景
对于红外成像或温度记录法(高温测定法)，已知的是使用在环境温度处操作的并包括使用根据材料或适当的材料的组件的物理量的温度的变化的基本敏感结构阵列的探测器。在目前最常用的测辐射热的探测器的具体情况中，物理量是电阻率。
这样的测辐射热的探测器通常包括：
-衬底，一般由硅制成；
-基本敏感结构的阵列组件，每个包括通过具有强热阻的悬挂臂悬在衬底之上的称之为“测辐射热的”膜(或“基本测辐射热计”)。这样的组件通常被称为“敏感视网膜”；
-用于在阵列中寻址基本测辐射热计和用于从每个基本测辐射热计形成电信号的电子装置。这些装置被集成到衬底，并且衬底与其电子装置通常被称为“读出集成电路”(或roic)；
-在真空下或更精确地在非常低的内部压力(例如，低于10-3毫巴的压力)下保持的密封封装，具有容纳在其中的敏感视网膜。封装包括与该敏感视网膜相对地布置的对感兴趣的辐射透明的窗口。封装还包括在读出集成电路和封装的外部之间的电气互连。存在于封装中的“真空”目的在于经由相比于悬挂臂的热传导可以忽略不计的环境气体在敏感膜和它们的环境之间进行热交换。
因此形成的探测器旨在集成于被提供了用于控制和处理由探测器读出集成电路供应的信号的电子器件和适于在敏感视网膜上聚焦待被观察的热场景的光学器件的成像系统(例如，相机)中。因此这样的系统生成表示由每个所述基本探测器所达到的温度的视频信号，即，所观察的场景的“热图像”。
被实施用于制造视网膜的基本上是微电子类型的制造技术(化学的和物理的气相沉积、光刻、干法或湿法蚀刻等)实现了获得与大规模扩散相容的制造成本，但是气密封装的成本和真空组件操作的成本，换句话说，“封装”的成本，仍然巨大且明显占据探测器的总体制造成本的主要地位。
随着室温测辐射热的探测器的发展，在二十世纪九十年代末其商业爆发后不久，特别关注于封装制造，以便降低其成本。各种技术于是被发展以限制封装成本，第一种被称之为“晶圆级封装”(wlp)技术，其中在两个衬底(在一侧包括多个敏感视网膜的roic衬底，和在另一侧包括多个窗口的衬底)的单个操作中的组件同时形成多个气密封装。虽然这样的通过衬底转移进行的探测器的共同制造实现了降低每个探测器的制造成本，但是经济有效性仍然取决于各种操作的累积效率，然而这些操作对于控制仍然非常复杂且这些操作需要一系列高成本的装备。
在文献fr2822541中描述了部分地克服这些限制的方式。2001年(即，仅在测辐射热视网膜爆发后的几年)的该文献描述了包括借助于集体微电子技术在每个探测场所之上形成的或在多个场所同时形成的直到真空的功能创建为止的微腔或微囊的物体的共同制造的技术。根据被称为“单片”的该技术，严密约束通过使用具有其上形成的“封装”的盖窗(或更精确地：微腔，或者也是囊)的牺牲层来类似于制造敏感视网膜的悬置膜而被制造。与“wlp”技术不同，不再需要具有其本身是复杂的技术的第二窗口，也不需要通常通过无焊剂焊接进行的两个衬底的气密组装的特定技术和材料。“wlp”技术的特定难点和在微电子学中不常用的许多技术的使用因此受到抑制，基本上降低了操作的总体数量。此外，在真空下在进行集成之前敏感结构的脆弱性和在进行这些操作期间的微粒污染(即，相关的效率损耗或限制其影响所必需的预防措施的成本)可被认为是可以忽略不计的。这导致了在通过多衬底技术进行的“封装”的制造成本方面的实质性的增长。
这样的制造技术具有很多优点，在文献fr2822541中的公开的解决方案已经是而且依旧是持续并深入研究的对象(参见，例如，2010年公布的法国专利申请fr2936868，或者还见于在2014年6月的红外技术和应用xl(infraredtechnologyandapplicationsxl)的spie会议论文集第9070卷中dej.j.yon等人的文献“latestimprovementsinmicrobolometerthinfilmpackaging:pavingthewayforlow-costconsumerapplications”、在2013年公布的中国专利申请cn102935994，还或者在2014年公布的国际专利申请wo2014/100648。
然而，在文献fr2822541的其最初版本以及其改进变型中(诸如，例如在文献fr2936868中所描述的改进变型)的单片约束(monolithicconfinement)技术具有不足之处。事实上，这样的技术包括引起囊的“窗口”部分的不完美的光学传输。该技术的一般原理及其特定的限制现在关于图1和图2a-i中的简化的截面视图进行了描述。在这些附图中，气密的个体囊的形成被示出用于敏感视网膜的每个悬置膜。然而，这个特性在本文中并非是必要的，例如，囊能够容纳多个膜或者能够是完全地容纳视网膜的单个的结构，侧壁的定位、分布、尺寸、结构也可能是非常不同的。类似地，图1和图2a-i示出了借助于柱体对敏感膜的机械支撑的类型。膜支撑也并非必要的特性，机械支撑的其他类型也是可能的，例如，借助于嵌入在气密封装的侧壁中的臂或其增强结构，例如，如在文献fr2930639中所述。
图1示出了根据单片技术制造的最终的探测器，包括衬底/读出集成电路10、通过还确保在膜和衬底之间的电气连续的柱体14悬在衬底10之上的测辐射热的膜12，以及微腔16，该微腔16例如由衬底10、附接到衬底的侧壁和附接到侧壁18的盖/窗口20气密地形成的微腔。
根据单片技术，刚刚描述的所有元件是通过各种材料的层的连续沉积而制造的，而不必将一个元件转移到另一个上，换句话说，不必将先前彼此独立制造的两个元件进行组装，而后例如通过焊接(welding)、钎焊(soldering)、粘合剂、分子键合等方式来附接到彼此。相反地，单片技术基于暂时的材料层(更普遍地称之为“牺牲层”)。特别地，封装的单片制造有利地使图2a中示出的敏感视网膜的悬挂的测辐射热的膜的单片制造连续。如所知的，且例如如在文献fr2752299中所述的，牺牲层22沉积在衬底10上，而形成膜12的各种层形成在其上，柱体14还在牺牲层22中的开口(或“通孔)的蚀刻之后被制造。
对于封装16的单片制造，第二牺牲层24沉积在第一牺牲层22和膜12上(图2b)。然后，对于感兴趣的辐射透明的材料的第一层26沉积在第二牺牲层24上(图2c)。
根据现有技术状态，材料的第一层26被认为在单片制造中至关重要，且应该实施至少六个功能：
1、它扮演“硬掩模”的角色，目的在于在两个牺牲层22和24的随后(各向异性)的定向蚀刻以形成侧壁18期间保护第二牺牲层24的表面，其表面按照定义被暴露于有目的地被选择来蚀刻层22、24的材料的蚀刻；
2、它对于去除牺牲层22、24的过程是是惰性的。旨在被整个地去除且不留痕迹的这些层一般具有有机性质(例如，由聚酰亚胺制成)且在这种情况下通过特别具有侵蚀性的氧基等离子体来去除。作为变型，sio型的矿物牺牲材料是优选的，在这种情况下气相氢氟酸(hfv)被用于其去除，该气相氢氟酸对于微测辐射热的组件的许多常用的材料非常具有侵蚀性。
3、它是光学上合适的且更具体地：
○透明的以允许通过将被探测的辐射；以及
○自然地不具有局部缺陷(连续性、间隙或称之为“小孔”的穿孔)或拓扑缺陷(多余的厚度、干扰光学传输的夹杂物或粘附的或包含的颗粒，这些将危害窗口20的光学质量)；
4、它是气密性的，这意味着其并不具有以上的点中列出的同样危害封装的最终的紧密度的结构缺陷；
5、它对有机的或矿物的上牺牲层24的粘附具有非常好的品质；
6、它能够通过诸如后文所述的次微米的开孔的蚀刻形成开口，以最大化在由敏感视网膜的每个膜所占据的面积上的入射辐射能量的收集的有用表面面积。
制造继续(图2d)，其中层26和牺牲层22、24的各向异性蚀刻一直到衬底10，以形成其中形成了侧壁18的间隔或通孔28，例如，全部围绕每个膜12形成的沟槽。对于感兴趣的辐射透明的材料的第二层30而后被沉积以至少覆盖或完全填充通孔28，从而形成界定元件或敏感元件的组的侧壁18和/或用于将盖/窗口20附接到衬底10的柱体(图2e)。第二层30在现有技术中还被认识是重要的，这是由于其应该实现或至少完成以上所述的2到6的功能。
通常具有宽度或直径小于0.5μm的小尺寸的每个封装(每个囊)的至少一个开口(或“开孔”)32则是通过定向地蚀刻穿过层26和30来形成的(图2f)。然后借助于对牺牲层22和24的完整的各向同性蚀刻，每个封装的内部被清空穿过开孔32的任何牺牲层(图2g)。敏感膜12仍然借助于附接到衬底10的柱体14来保持。膜12则是“自由的”，但被保护免于机械侵蚀和免于环境微粒污染，这是由于它们被容纳在由衬底10、侧壁18和形成未来窗口16的基部的上部26、30界定的腔34中。
过程继续，其中通过将所获得的组件放置在抽出的壳体中并且然后通过在不破坏真空的情况下沉积对于感兴趣的辐射透明的第三层36以气密性地封闭开孔32(图2h)，从而在腔34中创建真空。然而，由于表示这些过程和囊的内部一般最终所需的特性的非常低的操作压力(低于10-3毫巴)，对于这样的关键性操作优选的是热蒸发。例如，在描述参考技术的文献中提供了其他的封闭架构，但是本文保留的由wo2013/079855a1描述的模式是优选的，因为其简单性和其部分中本质上平行于衬底的其窗口的可忽略不计的光学干扰率(掩蔽、扩散、偏转)。因此，每个封装的内腔34最后被密封，从而在对于探测器操作所需的压力下是气密的。
可选地，为了改进属于与膜12竖直对齐的窗口的第一层26和第二层30的堆叠的光学质量，也对感兴趣的辐射透明的第四层38例如通过热蒸发被沉积在第二层36上。
因此，在真空下有利地共同地且进而经济地集成在标准形状的衬底上的探测器于是可以是“个体的”(通过传统切割被分离地)，而后被集成在它们的最终包装(封装、支撑、pcb等)中。
在实践中，第一层26、还有第二层30和侧壁18都是由通过cvd(“化学气相沉积”)获得的非晶硅(“a-si”)。事实上，由于由此获得的非晶硅在红外中的其非常可接受的透明度、其实施的简单性、局部缺陷和拓扑缺陷的缺乏而特别适于层26和30的形成。此外，非晶硅的粘附性表现为在常用的牺牲材料(诸如，聚酰亚胺或氧化硅sio)的表面处或在相同性质或与之相关的连续层之间非常符合要求。非晶硅的特征还在于通过牺牲有机材料的氧等离子体蚀刻(灰化)的常用方法或在对于sio型矿物材料的hfv下的很好的选择性，以及其完美地适于通过光刻和干法蚀刻(rie)通孔28和开孔32进行的限定。事实上，后者通常应该具有非常小的尺寸(对于开孔32的微米或次微米)以最大化由视网膜的每个基本点占据的面积上的入射辐射能量的收集的有用的表面面积。在使用sio型材料作为有机牺牲层的变型的情况下，非晶硅对气相氢氟酸也是惰性的。
最后，层26应该硬质的、无孔的且完美地附接到在衬底10的表面处预先形成的材料和结构。cvd非晶硅在这些性质中增加了“共形地(conformally)”覆盖图案28的高形状因素(深度到宽度)的凹陷的特殊能力，即，不具有连续性缺陷且具有实际上恒定的厚度。实际上，该材料天生能够在有限成本下实现所有之前规定的功能和约束，且在目前的背景下已知的是没有材料更适合于至少窗口16的基部的形成。
第三层36通常通过锗(ge)的蒸发来获得。在旨在用于在红外中操作的全部探测器的场中通常实施的厚窗口的防反射和/或带通处理的常规的多层的形成中所熟知的蒸发的锗的优点是其高光学指数(4-4.2)及其非常好的透明度。此外，通过锗的蒸发进行的开孔32的气密封闭被认为是符合要求的。
第四层38由硫化锌(zns)制成。硫化锌，尽管其在力学常数(硬度、耐磨性)和热稳定性(其超过300℃会出现问题)方面的限制，但是由于其相对低的折射率(2.2-2.3)，通常也用于红外光学多层膜领域。
因此，现有技术状态的窗口的材料光学结构由三个基本材料(a-si、ge、zns)的组合形成的，对于它们的选择本质上是通过由单片制造技术引起的复杂的权衡来指定的。
然而，所呈现的各个层的厚度还限定了窗口的透光率且特别是该透光率的质量。更具体地，在8μm和14μm之间的透光率被期望用于热红外(lwir)，其：
-在感兴趣的波段中具有高平均值；且
-在所述波段中具有最小变化，或换句话说，在所述波段中具有“平坦的”可能的透光率。
在大多数情况下，在这两个标准中增加了过滤感兴趣的波段之外的波长的标准，这影响了探测器响应的灵敏度和线性度。例如，在lwir测辐射热的探测的情况中，透光率至少在短波长(<8μm)侧上明确且大大的降低了，窗口从而扮演了低通滤波器的角色，极大地改善了探测质量。
可能的是，当设计师允许使用由具有远超过感兴趣的波段的中心波长λ10的总的光学厚度的多个堆叠的层形成的“厚”光学堆叠时，同时实现这些不同的光谱特征。事实上，这样的堆叠的高度复杂的多个干涉提供了多个自由度以用于透射谱的调整，使得并不存在预先定义的标准、原理或定律(除了在关于它们相应的厚度所使用的所有层的感兴趣的波段中可以忽略不计的光学吸收)来获得最佳的权衡。这样的关于特定的透射谱的研究实际上是根据“随机的”数字模拟和设计师的专业技术来进行的。
在简单的堆叠仅限于几层的情况下，其对于目前的背景是典型的且特定的，借助于多层滤波器领域中常见的简化设计法则，设计师应该偏好于在感兴趣的波段中的第一标准的高透光率。特别地，对于由光学(或折射)指数ni的材料制成的层中的每个层，他/她被引导成优选厚度接近pi.λ10/4ni，其中pi是整数，且λ10是使多层被调谐至此的感兴趣的波段的波长(通常是所述波段的中心波长)。在现有技术状态下，这样的优选的标准导致将厚度相应地保持在对于非晶硅(层26和30的总和)为0.6μm到1μm的范围、对于锗(层36)为1μm到2μm的范围、对于硫化锌(层38)为大约1.2μm，以形成适于在8μm和14μm之间进行检测的结构。
在图3a中单独地示出了窗口的透射谱(比例i/i0，其中i0是在层38上垂直入射的辐射的强度，而i是穿出层26传输的辐射的强度)的示例，其中厚度是根据法则pi.λ10/4ni进行选择的，导致堆叠为0.7μm的a-si(n＝3.65)、0.6μm的ge(n＝4.2)和1.2μm的zns(n＝2.2)，即，三个四分之一波长层(pi＝1)被调谐为10μm。可以观察到的是在感兴趣的[8；14μm]波段上的平均透光率接近83％。具有调谐的或未被调谐的四分之一波(或多个四分之一波，即，pi>1)的所有其他厚度的组合导致非竞争性光谱，即，光谱具有更大的波段内振幅色散或/和具有更小的平均值。
使问题更为复杂的是，关于“pi.λ10/4ni”法则被视为最佳情况的上述厚度并不适于单片制造。特别地，a-si(层26+30)的0.7-μm厚度可能不足以形成具有令人满意的机械阻力的侧壁18。类似地，第三层36的ge的0.6-μm厚度不足以安全地封闭开孔32，使得对于该层的远远超过1μm的厚度是优选的。透光率因而应该关于“pi.λ10/4ni”法则被“降级”以完全满足机械约束和气密性约束。图3b因此示出了满足所述约束的窗口的透光率的示例，其由0.8μm的a-si、1.6μm的ge和1.2μm的zns形成。从而获得了也被定位在8μm和14μm之间的透射谱，但是其相比于图3a中的“理想光谱”而言具有更强的振荡和基本上更小的有利平均值(～73％)。
此外，由于在这种简化的光学背景中，低通滤波不能与感兴趣的波段中的透光率一起被优化，因此由于窗口的光谱透光率的与敏感膜的吸收光谱的各自的最大值的可能的“不幸”的匹配，仍然存在对于短波长(例如，低于8μm的lwir波段)的过于高的敏感度的风险。事实上，在小于8μm的波长处的附带的强辐射例如可能引起敏感视网膜的有问题的电漂移。特别地，图3a的光谱例如展示了在7μm之下的波段中(其中优选的是非常低的透光率)的非常高的透光率的多个窄的峰值，其因此是非常有害的。
所有这些问题都要求例如在窗口的透光率方面和/或机械阻力方面采取特定措施。
总之，由于存在将要被考虑的不同性质的大量的约束，因此根据单片技术制造的封装的波段中的透光率的调整是非常复杂的。当然，虽然以上已经关于测辐射热的红外探测器示出了气密封装的单片制造，但是该问题对于使其封装根据单片技术制造的任何类型的探测器也会出现。
发明概要
因此，本发明目的在于提供一种气密封装的单片制造的方法，特别是容纳探测设备、使将该封装的盖/窗口的透光率能够设置为基本上较高的值。
为了达到这个目的，本发明目的在于一种制造能够探测以波长λ10为中心的波长范围[λ8；λ14]的探测器的方法，该探测器包括能够探测所述范围[λ8；λ14]的探测设备和在预先确定的压力下使所述设备容纳在其中的气密封装，所述封装由衬底、附接到衬底的侧壁和附接到侧壁的上盖形成，且包括在所述范围[λ8；λ14]中是透明的与该设备竖直对齐的部分，该方法包括：
-在衬底上形成所述设备，所述形成包括沉积完全地包埋所述设备的牺牲层；
-在牺牲层上形成盖，所述盖由在所述范围[λ8；λ14]中透明的第一光学结构、第二光学结构和第三光学结构的堆叠形成，所述第二光学结构和第三光学结构在波长λ10处分别具有大于或等于3.4和小于或等于2.3的等效折射率；
-在形成包括至少第一光学结构的盖的部分之后，形成通过所述盖的部分的通向牺牲层的开孔，而后通过开孔施加蚀刻以完全地去除牺牲层。
根据本发明：
-第一光学结构的光学厚度大于或等于λ10/10；
-第一光学结构在波长λ10处的等效折射率
-在牺牲层上形成的第一光学结构的表面对被实施用于去除牺牲层的蚀刻是惰性的。
换句话说，在现有技术状态下，通过cvd获得的非晶硅的第一层被沉积在牺牲层上且相同的硅的第二层由于以上讨论的原因而被沉积在第一层上。现在，该材料由于其高折射率(实际上，在lwir波段中等于3.4±10％)立马使得窗口透光率的设置变困难，其利用封装的内部真空形成大折射率阶跃的界面。具有低的等效折射率(下文解释)(特别是小于或等于2.6)的光学结构的形成使得由于该界面产生的光学损耗最小化。在阅读之前讨论的问题时，对于仅由通过cvd获得的非晶体硅制成的第一光学结构的理解应该是其也是重要的技术限制，尽管其许多非凡的品质。然而，在现有技术状态中，由cvda-si制成的第一光学层对如此之多的复杂约束进行反应，其关于旨在克服该限制而不生成新的不可克服的技术问题的替代方案的研究表现得毫无意义。事实上，直至本发明，该选择从来未被质疑。
根据实施方式：
-在牺牲层上的第一光学结构的形成包括：
○在牺牲层上沉积材料的第一层，第一层整个地由对预先确定的蚀刻是惰性的材料制成；以及
○在第一层上形成材料的第二层；
-以及第一层的和第二层的厚度和在波长λ10处的等效折射率满足关系：
在表达式中：
-ns1和ns2分别是第一层和第二层在波长λ10处的等效折射率；以及
-es1和es2分别是第一层和第二层的几何厚度。
换句话说，第一结构可以由多个层来形成，每个层由单个材料制成。
根据实施方式：
-所述预先确定的各向同性蚀刻是基于氢氟酸蒸气(hfv)的蚀刻；
-以及对预先确定的蚀刻是惰性的材料是非晶硅(a-si)或非晶碳(a-c)或其中0<x<1的a-sixc(1-x)型的碳(c)和硅(si)的非晶态合金，或其中0<x<1的a-sixge(1-x)型的硅(si)和锗(ge)的非晶态合金。作为变型：
-所述预先确定的各向同性蚀刻是干法氧化蚀刻；
-以及对预先确定的蚀刻是惰性的材料是非晶硅(a-si)或其中0.05≤x<1的a-sixc(1-x)型的碳(c)和硅(si)的非晶态合金，或其中0<x<1的a-sixge(1-x)型的硅(si)和锗(ge)的非晶态合金。
换句话说，材料能够实现之前关于通过cvd沉积的非晶硅所描述的所有约束。
特别是关于例如在由该材料制成的第一光学结构的情况下的非晶硅，沉积是等离子体增强化学气相沉积(或pecvd)，这种类型的硅具有的折射率小于通过cvd沉积的非晶硅的折射率。
根据特定的变型，第一光学结构的第二层完全由硫化锌(zns)制成，其能够改善窗口的透光率。
根据实施方式，第一光学结构的形成包括形成在牺牲层中的凹陷的周期性光栅，周期性光栅的间距(pitch)或周期小于
换句话说，借助于至少其第一材料对旨在去除所述牺牲层的蚀刻是惰性的一个材料或多个材料，第一光学结构从而至少部分地由对应于在牺牲层中形成的凹陷的“模制”的周期性的光栅纹理形成。例如，该形成包括沉积由其中0<x<1的a-sixge(1-x)型的硅(si)和锗(ge)的非晶态合金构成的层，以至少部分地填充所述光栅的凹陷。
根据实施方式，第一光学结构具有满足关系
根据实施方式，第二光学结构完全由(ge)或由非晶硅(a-si)的层和锗(ge)的层的堆叠构成。
根据实施方式，第二光学结构具有满足关系
根据实施方式，第一光学结构、第二光学结构和第三光学结构的总的几何厚度小于或等于
根据实施方式，第三光学结构完全由硫化锌(zns)构成。
根据实施方式，第三光学结构完全由其中0<x<1(特别是x≤0.4)的a-sixc(1-x)型的碳(c)和硅(si)的非晶态合金构成。
根据实施方式，第三光学结构通过将凹陷的周期性光栅蚀刻到形成第二光学结构的材料的厚度中来形成。特别地，第三结构至少部分地通过将凹陷的周期性光栅蚀刻到由其中0<x<1(特别是x≤0.4)的a-sixc(1-x)型或a-sixge(1-x)型的合金构成的至少一个层来形成。
根据实施方式，第三结构通过将凹陷的周期性光栅蚀刻到形成第二光学结构的材料的厚度中接着通过沉积由非晶碳(a-c)或其中0<x<1(特别是x≤0.4，且优选x≥0.05)的a-sixc(1-x)型的碳(c)和硅(si)的非晶态合金构成的至少一个层来形成。
根据实施方式，第三光学结构具有满足关系
根据实施方式，探测设备包括能够吸收在所述范围[λ8；λ14]中的辐射的部分的且被悬在金属反射器上的至少一个测辐射热的膜，该方法包括：
-根据所述窗口的所述光学结构确定所述膜的吸光度的变化；
-确定对于窗口的第一光学结构的等效折射率
-在所述确定的范围内选择引起所述膜在所述范围[λ8；λ14]中的大于90％的平均吸光度的四个因素(quadruplet)；
-所述四个因素至少包括几何厚度、窗口的第一光学结构的等效折射率
根据实施方式，第一光学结构的形成包括在与牺牲层接触的其表面中形成周期性光栅的图案，以及光栅滤波系数、膜和金属反射器之间的距离，并且在膜和盖之间的距离被选择以将膜在所述范围[λ8；λ14]中的平均吸收度设置为大于90％的值。
特别地，图案形成非晶硅(a-si)的衬垫或网格，非晶硅(a-si)的折射率在从0.9×3.4到1.1×3.4的范围内，光栅周期在从1μm到3μm的范围内，以及：
-在膜和盖之间的距离hp在从1μm到1.5μm的范围内；
-在膜和反射器之间的距离hr在从1.8μm到2.3μm的范围内；
-光栅衬垫的深度et在从1.8μm到2.1μm的范围内；以及
衬垫的光栅的填充系数ff在从40％到65％的范围内，且网格的填充系数ff在从15％到35％的范围内。
作为变型，光栅图案形成非晶硅(a-si)的衬垫或网格，非晶硅(a-si)的折射率在从0.9×3.4到1.1×3.4的范围内，光栅周期在从1μm到3μm的范围内，以及：
-在膜和盖之间的距离hp在从1.5μm到2μm的范围内；
-在膜和反射器之间的距离hr在从1.6μm到2μm的范围内；
-光栅衬垫的深度et在从1.8μm到2.1μm的范围内；以及
-衬垫的光栅填充系数ff在从30％到50％的范围内，且网格的填充系数ff在从10％到25％的范围内。
作为变型，光栅图案形成非晶硅(a-si)的衬垫或网格，非晶硅(a-si)的折射率在从0.9×3.4到1.1×3.4的范围内，光栅周期在从1μm到3μm的范围内，以及：
-在膜和盖之间的距离hp在从2μm到3μm的范围内；
-在膜和反射器之间的距离hr在从1.4μm到1.8μm的范围内；
-光栅衬垫的深度et在从1.5μm到2.1μm的范围内；以及
-衬垫的光栅填充系数ff在从25％到40％的范围内，且网格的填充系数ff在从5％到20％的范围内。
特别地，对于由一个或多个材料层形成的第一非结构化的光学结构：
-在膜和盖之间的距离hp在从1μm到1.5μm的范围内；
-在膜和反射器之间的距离hr在从1.8μm到2.3μm的范围内；
-第一光学结构的几何厚度e1在从1.8μm到2.1μm的范围内；以及
-第一光学结构的等效折射率
作为变型，对于由一个或多个材料层形成的第一非结构化的光学结构：
-在膜和盖之间的距离hp在从1μm到2.5μm的范围内；
-在膜和反射器之间的距离hr在从1.6μm到2μm的范围内；
-第一光学结构的几何厚度e1在从1.8μm到2.1μm的范围内；以及
-第一光学结构的等效折射率
作为变型，对于由一个或多个材料层形成的第一非结构化的光学结构：
-在膜和盖之间的距离hp在从2μm到3μm的范围内；
-在膜和反射器之间的距离hr在从1.5μm到2.1μm的范围内；
-第一光学结构的几何厚度e1在从1.5μm到2.1μm的范围内；以及
-第一光学结构的等效折射率
根据这些参数制造的第一光学结构提供了在盖和反射器之间的悬置膜的在[λ8；λ14μm]辐射范围内大于或等于95％的吸收度。
根据实施方式，测辐射热的膜由以下项形成：
-氮化钛(tin)层，在10μm的波长处，具有380欧姆/平方薄层电阻、8nm的厚度，且折射率为n＝10.5和k＝16；以及
-其上沉积有非晶硅(a-si)层，其在10μm处具有200nm的厚度且折射率为n＝3.42和k＝0。
本发明的目的还在于能够探测以波长λ10为中心的波长范围[λ8；λ14]的探测器，该探测器包括能够探测所述范围[λ8；λ14]的探测设备和在预先确定的压力下使所述设备容纳在其中的气密封装，所述封装由衬底、附接到衬底的侧壁和附接到侧壁的上盖形成且包括在所述范围[λ8；λ14]中是透明的与设备竖直对齐的部分，所述盖由在所述范围[λ8；λ14]中透明的第一光学结构、第二光学结构和第三光学结构的堆叠形成，第二光学结构和第三光学结构在波长λ10处分别具有大于或等于3.4和小于或等于2.3的等效折射率，以及其中：
-第一光学结构的光学厚度大于或等于λ10/10；
-以及第一光学结构在波长λ10处的等效折射率
符号和定义
在本文献中，以下符号和定义被使用：
-“材料层”或“层”指定诸如例如通过微电子器件的沉积技术(cvd、pecvd、pvd等)获得的、被限定在两个本质上平行的相对表面(不一定是平面)之间的材料。
-“材料层的厚度”指定两个表面之间的特别是沿着正交于衬底的轴的几何距离。材料层可以由单个的材料或多个不同的材料的堆叠来形成。材料层的表面可以是有纹理的或没有纹理的。在没有其他明确的或背景说明的情况下，材料层指的是由具有无纹理的表面的单个材料制成的元件；
-术语“透光率”(t)仅应用于盖或窗口的完整结构且指定传输的强度与在窗口的远离其的任一侧上的无限半空间内测量的入射强度的光谱比率。此处还特别考虑由以下表达式限定的感兴趣的波段中的积分(或平均)透光率：
其中，与将在最终应用中被观察到的热场景的光谱能量密度没有卷积。事实上，当考虑在300k附近的热场景时，“黑体”辐射的定律将基本上在lwir波段中有益于在整体能量方面感兴趣的[λ8；λ14微米]波段的低部分，从而，场景越发是热的。
-材料的或光学结构的“透明度”指示在本发明背景下(即，根据材料的设想的厚度和/或根据结构形成的方式)的该材料或结构的使用与由于在感兴趣的波段中的吸收而可以忽略不计的能量损耗相关联，且更具体地具有如之前所定义的关于整体透光率的小于2％的吸收损耗。
-“折射率”指的是单个材料在感兴趣的波长范围的中心波长处的折射率，特别是以下文献中参考的值：“handbookofopticalmaterials(laser&opticalscience&technology”，marvinj.weber，crc出版社，第一版，2002年9月，isbn-13:978-0849335129；
-“等效折射率”指的是层的堆叠的平均加权指数，每个由单个材料制成，即，折射率neq＝(∑ini·ei)/(∑iei)，其中ni是一层材料的折射率且ei是其几何厚度。当层由单个材料制成时，等效折射率则等于材料的折射率。当材料是有纹理的时候，其折射率ni则被替换为有效折射率；
-“有效折射率”指的是在限制有纹理的空间的两个平行的平面之间的有纹理的材料的层的等效折射率。这样的有纹理的结构的“有效折射率”可以例如通过表达式
-“光学厚度”对于材料层指定在法向入射下的光路，即，层的等效折射率乘以该层的几何厚度ei的乘积ni·ei；符号“ei”一般性地指定几何厚度或光学厚度，有效的意义被明确地分配用于每个事件；
-“光学结构”指定由一个或多个材料层的堆叠形成的有限厚度的、平面的或在层平面中的周期性光栅中有纹理的组件，其在实践中表现形式上，在感兴趣的波段中的电磁波的传播方面，无法与具有的折射率等于该组件的等效折射率的单个层进行分辨。这样的行为例如是在形成组件的元件的真实的或有效的折射率彼此接近且特别地差异小于15％时获得的，或当该组件的层中的一个层的光学厚度在波长λ处不足以严重干扰该行为(即小于λ/30)时获得的。例如，根据如下表达式，通过对于几何厚度为e1的有效折射率为neff的纹理结构和具有几何厚度为e2的等效折射率n2为的基本上为平面的材料层的堆叠形成的组件(至少在接近折射率值的特定条件下)有效地导致近似组件的等效折射率：
neq＝(e1·neff+e2·n1)/(e1+e2)
-“亚波长尺寸”指定小于对感兴趣的波段的较低的限制的数量；
-“对蚀刻是惰性的材料”指定旨在由蚀刻另一材料的蚀刻对其蚀刻很小或根本不蚀刻的材料，例如，满足v(材料)/v(其他材料)<1/10的材料，优选的是小于1/100以及更小于1/1000的材料，其中v(材料)是蚀刻材料的速度，而v(其他材料)是蚀刻其他材料的速度；
-术语“在......上(on)”或“在......上方(above)”、也或者是“堆叠(stacked)”，即，第二层在(“on”)第一层上，指的是“在结构连续性上，之后形成的”，除非另有说明。
附图简述
当在阅读以下作为仅关于参考附图的示例而被提供的描述时，本发明将被更好地理解，其中相同的参考数字指定相同的或等效的元素，其中：
图1是根据现有技术状态的容纳在单独的封装中的红外探测器的探测辐射热的膜的简化的横截面视图；
图2a到2i是根据现有技术状态示出图1中的探测器的单片制造的简化的横截面视图；
图3a和图3b根据现有技术状态示出了关于形成窗口的层的不同厚度的、图1中的探测器的窗口的两个透光率；
图4a到4f是根据依据本发明的第一实施方式的盖/窗口的单片制造的方法的简化的横截面视图；
图5a到5c是示出根据第一实施方式的盖的透射光谱的图示；
图6a到6e是示出根据第二实施方式的盖的透射光谱的图示；
图7a到7e是示出具有有纹理的第一光学结构的盖/窗口的制造的简化的横截面视图；
图8a和图8b是根据图7a-7e的方法获得的第一有纹理的层的简化的横截面视图；
图9a和图9b是盖/窗口的第三光学结构的简化的横截面视图；
图10示出的是在存在不同的窗口和没有窗口的情况下的测辐射热的膜的吸收光谱的集合；
图11a到11f是连接不同的设计参数来获得在膜中的大于90％的吸收度的图表；
图12a到12c示出的是根据不同的设计参数的值的在膜中的不同的吸收光谱。
说明书的详细描述
现在将描述旨在探测[8；14μm]波段的具有悬置膜的测辐射热的探测器的例如气密的封装的单片制造。对于先前描述的现有技术状态，每个封装的膜的形状、几何结构、数量等并非本发明的背景中的必要特性。制造步骤与之前描述的步骤相同，除非另有说明。
特别地，本发明包括单片地制造用于封装的盖/窗口的第一光学结构，其在牺牲层上具有光学厚度为e1、对于感兴趣的辐射透明、具有小于或等于2.6的等效折射率
仅借助于材料层的连续沉积来执行窗口制造的第一实施方式和第二实施方式将首先进行详细描述，不同的折射率和等效折射率的设置是基于其沉积的材料和厚度的选择的。接着将详细描述还使用纹理化来形成第一光学结构以便获得额外的折射率设置参数的第三实施方式和第四实施方式。在第五实施方式中，将详细描述第一光学结构的优化和膜相对于囊和相对于被布置在读出集成电路上的反射器的位置的优化。
a.通过连续沉积进行的单片制造
第一实施方式
关于图4a至4f示出的第一实施方式特别地包括将完全由cvda-si制成的现有技术状态中的第一层替换为第一光学结构，该第一光学结构包括zns的层或具有适于对象的折射率且能够根据适于微电子器件的背景的方法生产的任何其他材料的层。该第一光学结构从而具有将所期望的等效折射率限定为小于或等于2.6的组分。
单片封装制造方法例如开始于执行诸如关于图2a描述的敏感视网膜的单片制造的方法，通过在第二牺牲层24上沉积衬里的第一层40a，(图4a)本质上在牺牲层22、24的蚀刻和去除期间起到用于牺牲层的各向异性蚀刻的硬模和对随后沉积的zns层(在其下表面上)进行保护的功能。衬里40a还具有确保第一光学结构的粘附性、物理连续性和机械稳定性的功能。特别地，其厚度被选择为在被限制时确保这些功能，因此气密性并非本文所针对的对象。
在第一变型中，层40a是具有几何厚度在从0.05μm到0.1μm的范围的非晶硅(a-si)的层。优选地，a-si层是借助于在低温(低于300℃)下的沉积(特别是等离子体增强的cvd(pecvd))获得的，这提供了具有的折射率小于在lwir波段中的晶体硅的折射率(～3.4)，使得层40a干扰第一光学结构的等效折射率很少。其特别的优势在于使用通过一般在低于300℃或甚至在环境温度下对硅烷(sih4)的基本上是非热离解的方法获得的非晶硅层。辉光放电(gd)激活方法，还被称为pecvd等，通常但非必然地在氢稀释中执行，实现使用在长波红外(lwir)中2.5-2.6的量级的低折射率处的特定形式的硅(通常称为a-si：h)。
有利地，但是可选地，具有低氢含量的致密层(例如，20nm的cvda-si)首先被沉积在牺牲层上。不利地影响在封装中期望的真空的质量的可能的氢扩散从而被限制为通过已知的技术来生成的。应该注意的是，由于该层非常薄，因此其并不干扰下文所述的结构的光学表现。
在第二变型中，衬里层a-si然而可以完全借助于cvd来获得，具有被限制的厚度，该被限制的厚度实现了获得对于第一光学结构的期望的范围中的等效折射率。
特别地通过蒸发，zns层40b然后被沉积(图4b)在第一层40a上，具有至少0.2μm的厚度，以与层40a一起形成具有优选地接近λ10/4的光学厚度的第一光学结构。例如，为了光学地完成由0.1μm的cvda-si(n～3.6)形成的层40a，层40b具有大于或等于0.2μm的厚度。例如，在从0.8μm到1μm的范围中的zns的几何厚度使得能够获得第一光学结构40，该第一光学结构40具有基本上四分之一波长的等效折射率
除了相对很好地适于高效的光学功能的折射率之外，zns没有对于气密封装的构造必需的或有用的特征，特别是一般设想为小的尺寸(例如，低于30μm)。换句话说，本发明的第一光学结构40并非气密层，气密性是由上层来确保的。
例如，如在现有技术状态的那样，方法是通过以下来进行的：形成在第一光学层40和牺牲层22、24中的通向衬底10(图4c)的通孔(和/或槽)28、a-si层30的cvd或pecvd以加衬或甚至填充通孔以及形成封装的侧壁18(图4d)，形成穿过第一光学层40(图4e)和层30的开孔22，去除牺牲层，以及沉积ge和zns层(图4f)。
特别应该注意的是，a-si层30可以通过在zns层40b上的cvd而被沉积。虽然zns层被认为在超过300℃时在物理化学稳定性方面是有问题的，然而发明者已经观察到，与之形成对比的是，其可接受地承受了随后通过cvd进行的层30的形成所需的通常在350℃量级的热活化。
图5a示出的是由0.1μm的cvda-si(层40a)、0.8μm的zns(层40b)、0.6μm的cvda-si(层30)、1.2μm的ge(层36)和1.15μm的zns(层38)形成的堆叠造成的理论透射光谱的示例。粗的曲线指示通过考虑到存在的每个材料的折射率所计算的透光率，而细的曲线指示通过考虑到光学结构40a、40b的等效折射率所计算的透光率。三个光学结构(第一40、第二30+36、第三38)在此都基本上是在λ10＝10μm附近的四分之一波长调谐的，其中p1＝1、p2＝2和p3＝1，以提供后文指定的优选的窗口盖形式中的一个。～93％的平均透光率在此是在[8；14μm]波段上获得的，尽管是不可忽略的，但是非常可接受的波段内振荡。由不具有同一衬里结构40a(即，zns层被假定为第一四分之一波长调谐的光学结构的唯一组分)造成的透光率的估计是～94％。因此，具有两层40a-40b的技术上合理的构造仅引起二阶退化。
图5b示出的是以上堆叠造成的光谱，其中唯一的不同之处在于zns的层40b的几何厚度等于0.4μm，远低于根据平均透光率(0.8-1μm)优选考虑的范围。图5c示出的是根据在没有层40a的情况下层40b的zns的几何厚度的平均透光率的表现。图5a-c的两个曲线分别指示考虑到层40a和40b的各自的折射率和几何厚度或借助于具有等效折射率
作为它们经过细化(考虑到散布的折射率)或简化(考虑到等效折射率)的结果之间的可接受的相似性还依据本发明的特征的定义证明了等效折射率的简化的使用。在相对于图5a-c的示例中，保留了关于折射率～3.6的cvda-si衬里40a的0.1μm的几何厚度，即，其对应于第一结构的光学厚度，该第一结构的光学厚度某种程度上故意厚于能够使用折射率
第二实施方式
根据第二实施方式，第一光学结构至少部分地借助于碳和硅的非晶态合金(a-sixc(1-x)，其中0<x<1)的层或非晶碳的层而获得，两种情况在下文是通过术语“a-sixc(1-x)，0≤x<1”来指定。
在光学方面，a-sixc(1-x)型的材料已知展现了特别是对12.8μm(在光谱学符号中为780cm-1)以及因此在lwir波段中的吸收带。超过9μm的这样的吸收带实践中从接近x＝0和x＝1的材料中消失，这是因为它们特别地与c-si键相关联，且因此在具有或多或少的平衡的c/si比例(即，接近a-sic)的合金中特别强烈。在形成基本上在整个波段上透明的预期的窗口的背景中，这样的不利的特征从理论上讲在lwir波段中造成严重后果。然而，本发明主张，在一方面，使用具有低硅含量的、具有非常可接受的透明度的(即，具有低碳含量或无碳含量的)材料，并且另一方面，根据在1μm的量级上的非常小的几何厚度。此外，甚至对于在非晶碳化硅a-sic(x～0.5)的化学计量形式附近的“最坏的情况的”公式，吸收因数可以在lwir光谱上全都被包含在低于200cm-1。该值提供了对于0.5-μm几何厚度的在最大吸收波长处的辐射的1％的在法向入射中的衰减，且在整个感兴趣的波段上集成之后大幅减少。因此，即使在理论上组分的最不利的情况下(x～0.5)，所生成的探测器的敏感度的损耗保持适度，且通过对由该材料的选择引起的平均透光率的改善而被进一步非常广泛地补偿。
特别地，第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于a-si层40a或a-si层40a和zns层40b被替换为例如借助于pecvd方法进行沉积的a-sixc(1-x)层，其中0≤x<1。
这样的材料在文献中已经被广泛地参考，且通过各种已知的技术(特别是pecvd类型)可以相对容易地得到。例如，将参考的以下文献：在1990年12月的杂志mat.res的5卷12期中a.carbone等人的；或者在2000年9月的巴西杂志phys的30卷中i.pereyra等人的；或者在2001年11月的杂志ap.phys.的90卷nr10中b.racine等人的；或者还有，在2014年7月的阿拉伯的杂志sci.andeng.的39卷第7版的pp5771-5776中a.elkhalfi等人的。
特别地，已知的是，通过一般在低于300℃或甚至在室温下对硅烷(sih4)的非热离解的方法获得的非晶硅层的制造。辉光放电(gd)激活方法(还被称为pecvd等)一般地但非必然地在氢稀释中执行，使得能够使用在长波红外(lwir)中具有高达2.5-2.6的低折射率的特定形式(通常称为a-si：h)。通过借助于适当的有机气体添加剂(例如，诸如ch4、c2h2、c2h4等的各种碳氢化合物)使得由这样的方法获得的非晶硅与具有适当数量的例如从5％到20％(at)的碳合金化，已知形成a-sixc(1-x)型的合金。
在第一变型中，其在透明度方面特别有利，第一光学结构40至少部分地且优选地基本上由非晶碳(x＝0的情形)制成。a-c层通常借助于在低压低温(甚至是在室温)下分解的气体碳前驱体(诸如ch4、c2h2、c2h4等的各种碳氢化合物)、通过有时被标记为“辉光放电”的等离子体激活形成，以形成所谓的“dlc”(类金刚石碳)薄层。
a-c薄膜材料根据它们的结构细节具有在lwir波段上的从2到2.2的范围中的折射率，和在红外中非常可接受的光学透明度。这样的低折射率值非常有利于限制在封装的内部真空和窗口的下部壁之间的界面处的屈光度的反射损耗(称为菲涅尔损耗)，并且有利于在与其上布置了第二“高折射率的”光学层(例如，a-si层30+ge层36)相接的界面处以最佳的部分反射进行使用。
事实上，从光学的角度来看，根据本发明的窗口由以下形成：
-第一光学结构40，具有等效折射率为
-上部具有由层30和36形成的第二光学结构，具有等效折射率为
-上部具有由层38形成的第三光学结构，具有等效折射率为
现在，至少在其中第二光学结构30、36非常厚(即，不需要考虑干扰)的情况下，对于第一光学结构和第二光学结构已知的优势是被设计成以便符合关系
有利地，具有例如在从0.05μm到0.1μm的范围内的几何厚度的、由cvda-si制成的衬里层40a之前被沉积在牺牲层上，以在随后的用于去除有机牺牲材料的灰化期间通常所使用的氧化等离子体的作用下限制a-c层的侵蚀。衬里层还具有形成针对包含在非晶碳结构中的氢的阻挡的优点并从而防止在密封之后在封装中可能的长期渗出。
作为变型，衬里层40a是例如具有在从0.05μm到0.1μm的范围内的几何厚度的a-sixc(1-x)层，其中x在原子含量中是不可忽略的，一般≥0.05，且优选≤0.5。这样的层不仅是有利地与构成其顶部的a-c化学兼容，而且a-sixc(1-x)的折射率比cvda-si小得多。事实上，在合金材料的lwir波段中的折射率随着所增加的硅含量而增加，但是保持在低硅浓度下由非晶碳所提供的理想值附近，而一般不超过高达几乎50％的si(x＝0.5)的2.4。由此，在层40a的材料中所含有的即使很小比例的硅在第一表面层上氧化且保护下面的材料免于有机牺牲层去除的典型的氧化侵蚀。有利但可选地，针对氢形成阻挡的层(例如20nm的cvda-si)先被沉积在牺牲层上，以防止如上所指出的在a-sixc(1-x)材料的结构中包含的氢的可能渗出。此处再一次地，该层非常薄，其仅仅是轻微地干扰结构的光学表现。
然而，如果牺牲层22、24的材料具有矿物性质，即，其不需要氧化方法来被去除，则衬里层40a或硅并入到层40的体积并非是必要的。
在第二变型，第一光学结构40完全由单个的a-sixc(1-x)层制成，其中0.05≤x≤0.5，该材料实现了起到硬模的作用且具有小于2.6的折射率。第一光学结构40立即被有利地沉积，这还有利地节约了制造步骤，即，衬里层40a的制造步骤。可选地，出于以上讨论的原因，针对氢形成阻挡的层，例如20nm的cvda-si，可首先被沉积在牺牲层上。
在第三变型中，继续第一或第二变型，被沉积以形成封装的侧壁18的层30也是部分地或全部地由a-sixc(1-x)(其中0≤x<1)构成，例如，a-c或a-sixc(1-x)，其中0.05≤x≤0.5。从而，获得第一光学结构，其部分地或全部地包括第一实施方式的层30。
在第一实施方式和第二实施方式中，从而，获得第一光学结构，其由具有一般小于2.6且优选地在从2到2.2的范围内的等效折射率
图6a、6b和6c示出的是根据第二实施方式的第三变型的窗口的透射光谱，由第一有机结构、第二均匀的“高折射率”光学结构(ge)以及然后的第三适合的“低折射率”光学结构(例如，zns)形成，该第一有机结构优选地具有等效折射率
实际上，所有利用这种类型的堆叠获得的光谱相对于现有技术状态中的光谱(例如图3a和图3b中所示)和这个是非常有利的，而不论第二高折射率光学层的光学厚度如何。事实上，关于优选的质量特征，情形p2＝1到目前为止相对于图3a中的光谱是优选的。比优选点p2＝1、2和4更小的、中间的或更大的值e2仅导致或多或少深入地衰减没有特定临界的lwir波段中的一个或两个边界(以及关于该波段的平均值)。最终的优选方案则是由在各种被指示的优选点附近方便的变量技术实现来限定。
特别应该注意的是，在第二实施方式的第三变型的背景下，层30完全由a-sixc(1-x)(其中0≤x<1)构成，不同的光学结构的光学厚度的调整极大地被简化且导致非常好的透光率，如上文关于图6a-6d所示。在第一实施方式的第一和第二变型的背景下，第二光学结构由a-si层30和ge层36构成。然而，这样的额外的复杂性对于不同的光学厚度的设置并非是关键的。事实上，从现有技术状态的设计法则(即，至少形成壁18的0.6μm量级的cvda-si的和封闭开孔22的至少0.6μm的量级的ge的层30)开始，第二高折射率光学层(a-si和ge)的总几何厚度相应地下陷至少大约1.2μm。第二光学结构的光学厚度e2有利地被选择成获得偶数阶的四分之一波长调谐，即，e2～2k.λ10/4。从而获得非常接近于图6b和图6c中所示的窗口的透光率。下文在这个意义上解释了各个实施方式的细节。还优选的是避免“非常厚的”的构造(k>2)，这意味着第二光学结构和第三光学结构的总厚度与支撑它们的侧壁18的横向面积的比例高，这也可能产生机械阻力的问题。
因此应该注意的是，对于第一实施方式和第二实施方式，根据本发明的窗口最多具有总几何厚度为
应该注意的是，在现有技术状态的基础上具有小于或等于2.6的等效折射率的第一光学结构的插入，非常有效地改善了窗口在感兴趣的波段上的平均透光率，且当然所有这些较好的情况是，折射率
例如，图6d示出的是根据具有在2的量级的“理想”折射率
b.通过连续沉积和第一光学层的表面纹理化的单片制造
第三实施方式
第三实施方式的第一变型包括修改包括由沉积在牺牲层24上以便特别地起到硬模的作用的cvda-si层26和被沉积以形成封装的侧壁18(例如图2i)的cvda-si层30的第一光学结构的现有技术状态的窗口。在该变型中，在图7a-7e的简化的横截面视图中被示出，窗口的单片制造的方法例如类似于cvda-si层26沉积在第二牺牲层24上的现有技术状态的方法(图7a)而开始。
在这个阶段，层26和牺牲层24通过蚀刻进行纹理化的以根据具有至少2的量级的、在大多数被每个单位膜12占用的面积上分布的规则二维光栅在牺牲层24中形成腔60(图7b)。蚀刻借助于所谓的各向异性方法以已知的方式进行，在本领域的技术人员的能力范围内，实现了形成垂直的或略微倾斜的侧面(一般在70°和90°之间)。重复间距、填充系数(例如，在该步骤中被蚀刻的表面的比例)和腔的光栅60的深度(在层平面的法向上进行测量的)限定了诸如下文所述的图案的光栅中的那些。
方法继续，如现有技术状态中的那样，通过层26和牺牲层22、24向下朝向衬底10的各向异性蚀刻以形成使其中形成横向壁18的通孔或沟槽28(图7b)，以及通过沉积cvda-si的第二层30以至少覆盖或甚至完全填充通孔28，从而形成侧壁18。这样的第二沉积还导致了至少部分地填充a-si腔60(图7d)。如现有技术状态(形成开孔、去除牺牲层、沉积气密地封闭开孔的高折射率的层、以及沉积低折射率的层)中的那样，方法继续，导致图7e中示出的窗口。参照图8a-b中的细节视图，由此获得了由cvda-si构成的具有包括在腔34中的下表面的第一光学结构64，该下表面是通过凸起的二维图案62(例如，可能是圆柱(圆形、方形等形状)、锥形(旋转(revolution)、锥体的等)或网格状的图案)的周期性的光栅纹理化的。
图案光栅62的属性(间距、填充系数、或距层26的图案高度et)被选择成使得层et根据本发明形成关于感兴趣的波段的第一光学结构，从而表现为具有小于或等于2.6的等效折射率(此处，有效)的均质材料的层。更具体地，图案光栅62在感兴趣的波段中并不引起衍射型干扰现象。特别地，光栅的间距p比所考虑的波长小得多，一般，实践中小于λ10/3，且图案的高度et一般在从
例如，对于具有垂直壁和在腔中的折射率等于1的图案62，厚度为et的有效折射率neff在第一量级处等于((ff.n2+(1-ff))1/2，其中n是图案62的材料的折射率，即，cvda-si的折射率，且ff是图案62的光栅的填充系数(0<ff<1)，由图案遮蔽的表面面积(例如，层26占用的面积)相对于其总面积的比例(1-ff)来限定。
根据第二变型，腔60是在沉积cvda-si层26之前形成的。牺牲层24被纹理化以在不使用硬模的情况下直接地形成所述腔或通过在被使用后容易被去除的硬模(例如由铝制成的)来形成所述腔。蚀刻深度可以有利地被降低为远远低于1μm，在这种情况下直接光刻是容易可行的，且实际上更方便，特别是如果期望获得的是倾斜的(非垂直的)侧面。这样的变型例如有利地实现在通孔28被形成的同时保护牺牲层24(除了对应于通孔28的部分)与a-si层26整个表面。层26然后形成在牺牲层24中形成的腔60的材料填充的部分。因此，在层26和层30的材料不同的情况下，可以根据其自身的折射率来参与厚度为et的有效折射率。
这两个第一变型相比于之前描述的第一实施方式和第二实施方式具有多个优点。特别地，为了形成图案，没有必要修改现有技术状态中的单片制造。因此，结果是优点不仅在于光学方面，而且是经济的，尽管使用了额外的相对非关键性的光刻步骤。
因此获得了使其折射率
为了限制风险，与通过将图案62的端部和膜12的端部联合到一起而引起的机械接触的参考技术相比较，其优点是提供了较厚的牺牲层24，例如多厚出图案62的厚度et。
在第三变型中，特别有利的是在没有硬模或在临时的铝硬模去除之后直接蚀刻光栅的情况中，例如，光栅的图案62由两个或更多个不同的材料形成。在图8b的详细视图中示出的第一变型中，第三变型与第二变型的不同在于，第一cvda-si层26沉积在有纹理的牺牲层24上，其并不完全填充腔60，接着沉积a-sixc(1-x)(其中0<x<1且优选为x≥0.05)的第二层70。双层图案62因此被形成。由于a-sixc(1-x)的折射率小于cvda-si的折射率，因此对于几何上与第一变型的情况相同的光栅，光栅的有效折射率因此更小。因此，有可能的是沉积a-sixc(1-x)的相对厚的层，例如从0.2μm到0.3μm，以加固通孔28的硬蚀刻掩模的结构。如在图7e中所示的，通过层30的上表面的轻微凹陷66，被沉积在牺牲层上的材料26和70的总几何厚度可以导致非平面的表面。然而，纹理的平面化，即，对凹陷66的大小的衰减借助于基本上在这种情况下旨在用于填充通孔28以形成侧壁的cvda-si层30来完成。因此，与参考技术相比较，在层36(通常由ge构成)的沉积之前高折射率的材料平衡被降低，且作为补偿，层36则可以被加厚以便固定开孔的密封。
在第四变型中，第二变型的cvda-si被替换为a-sixc(1-x)的层，其中0<x<1且优选为x≥0.05。该层的几何厚度被选择以获得牺牲层的腔60的整个填充以便获得实质上的极化效应，特别地这是a-sixc(1-x)的折射率所允许的，其小于cvda-si的折射率。特别地，为了获得这样的效应，被沉积的a-sixc(1-x)层的几何厚度大于在牺牲层24中蚀刻的腔60之间的平均半间隔。作为变型，a-sixc(1-x)层是在通孔28形成之后形成的，这可以至少在其中所述图案的形成系数符合在该步骤中实现的pecvd方法的结构一致性的具体特征的情况中来实现。
在第五变型中，牺牲层的腔60的部分填充或完全填充借助于a-sixge(1-x)型(其中0<x<1)的合金的一个或多个层来获得。在这种情况中，该层(或这些层中的每一个)的具体折射率在lwir波段中是在至少3.4和4.2之间且更具体地在3.6和4.2之间的中间。例如，接近2的第一光学结构的目标有效折射率的形成借助于光栅的材料填充系数ff来获得，其(对于相同结果的
该变型的优点是通过cvd技术得到的这种合金的用户友好性，其天然地具有所有期望的有利技术特征，特别地，包括非常有效地覆盖或填充通孔28(如果存在的话)的能力和在lwir中高透明度。有利地，cvda-si层26和30因此被替换为单个的a-sixge(1-x)层。其因此可以直接由第一光学结构和第二光学结构形成，该第一光学结构和第二光学结构在没有技术权衡的情况下根据有效折射率使其折射率
另一个优点是在不使用比现有技术状态中的层26、30和36的组合的厚度更大的连续厚度，也不使用性质上非常不同的材料的情况下，形成根据对应于p2＝2或4的高折射率的材料的特定的优选预算而同时被优化的这对光学结构e1和e2的可能性。术语“连续”厚度此处指定在形成窗口的组件内被拉伸的两个最远的平行的平面之间的距离，在其间仅存在材料。事实上，根据第一实施方式和第二实施方式，大得多的总连续厚度必然是由被优化的优选的构造导致的。现在，实质上不同性质的(蒸发的zns或pecvd合金)层之间的内在的差异和/或热应力可例如引起额外的技术复杂性，特别是机械方面。因此，优选的是，使用尽可能小的连续厚度。
图7a-e和图8a-b示出了被蚀刻成具有规则的坡的光栅图案，旨在容易填充纹理并从而保证无腔体的最终结构。在通常情况下这样的优选配置的形成是在本领域的技术人员的能力范围内的，特别是在牺牲层24的直接蚀刻(没有硬掩模)被执行时，但是并不是必须的，特别是在其通过a-sixge(1-x)型的合金的cvd的方法进行实施的情况下。应该要理解的是，纹理的轮廓容易在图案62的顶部一直到窗口的内部层(蒸发的ge)的附近之间形成有利的改良的折射率梯度。
第三实施方式的不同变型的另外的优点是由于光学指数的连续性，其通过实施与根据优选的特定折射率所限定的组分的合金化处理的可用技术而可以在非晶碳和硅的折射率之间或在非晶硅和锗之间容易地进行控制。因此，容易沉积一个或多个物理层以根据本发明形成透射结构，该一个或多个物理层根据在单个pecvd或cvd型步骤中形成的相同层的几何厚度中的在高度上的位置而具有一般在1.9和4.2之间的分散的(分阶段的)指数或甚至具有连续梯度。
在层30的表面处可以观察到在图7e中示出的小振幅的波66的持续性。凸出的部分由对在牺牲层24中形成的腔的本质上各向同性连续覆盖所引起。在通过cvd和通过在程度上略微轻的pecvd获得的非晶硅或相似的材料的情况下，随着层30的几何厚度的增加，这些波的振幅的衰减一般是理想的。当然，对于理想的被沉积的几何厚度，随着结构的间距小，该幅度都更小。这样的在层之间的残余界面波通过它们自身从一个界面衰减到下一个界面，且如果依然存在于给定水平处，则能够是但有利于对于结构的每个指数阶梯的部分内部反射的衰减。此外，它们的间距保持等于“模制的”填充材料的初始步骤中的间距p，而不管堆叠的一般性的加厚和无论通过何种方法。
根据它们的特定的偏好和约束来确定最有利的技术权衡是在本领域的技术人员的能力范围内的，但是在光学透光率和因此得到的探测器的灵敏度方面，本发明提供的额外的便利将总是导致完成的设备的相当可观的性能增益。
当然，第一实施方式和第二实施方式可以与诸如之前所述的纹理化组合。特别地，根据关于这些实施方式所述的可选的实施方式，a-sixc(1-x)型的非晶态合金层被选择具有速率x，其引起第一光学结构(没有纹理化)的等效折射率接近或等于2.6。因此，纹理化的存在实现了进一步降低产生的第一光学结构的等效折射率，并且特别地，实现了将折射率调整到接近2的值。
c.第三光学结构的单片制造
第四实施方式
在现有技术状态中，第三和最后的光学结构38由zns构成。该层的目的在于限制屈光度和与在感兴趣的波段中的外部介质(空气)的干扰损耗。现在，如之前所述，这样的层意味着技术限制。第四实施方式修改了第三光学结构，作为对之前的实施方式中的每一个的补充。
根据第一变型，窗口的第三光学结构38借助于a-sixc(1-x)型的非晶态合金(其中，0≤x≤1)而不是zns形成。有利地，特别是如果这样的a-sixc(1-x)材料已经被实施用于第一层的部分形成，即，如果必要的装备和方法可用，那么使用相同的a-sixc(1-x)型(虽然不一定完全相同)的非晶态合金(或分阶段的或连续系列的合金)来形成第三结构是适当的。事实上，如果垂直指数分布的调制被认为对于具体优化窗口透射是有用的，则所期望的指数分布容易通过控制沉积方法的参数而在lwir波段中被分布在指示限制1.9和2.6之间。
一般地，最高的折射率值优选地是形成在接触ge层36的、具有相对高的硅含量的、或甚至100％(x＝0)的第三光学结构的基部处，且较低的折射率将是针对使在极端情况下形成在非晶硅(x＝1)的仅外部表面处的光学层38完整。自然地，虽然非必要地，但是第三光学结构38的光学厚度在结构的一般性的透射光谱上优选地被调整为优化的有利的干扰形成点，例如且一般在λ10/4(p3＝1)左右，且优选地依然根据接近
这个选择有利地使得能够形成具有已知是特别硬且一般耐磨的材料的囊的表面部分。在对用于在最终系统中的制造或集成的最后或甚至在探测器操作期间可能出现的各种故意的或偶然的接触和摩擦的各种清洗方法的降低的脆弱性方面，该特征是有利的。
根据第二变型，窗口的外表面根据二维光栅进行纹理化以形成第三光学结构。这样的配置在图9a中被详细示出。现在提供形成该第三结构的各种可能性和优点。
首先，根据形成上部的抗反射层38的填充系数ff和深度e3，最简单的选择是不提供外部的zns层以及直接纹理化现有技术状态中的层36的锗表面。优选地，与接近1.2μm的深度(几何厚度e3)相关联的接近2-2.1的折射率
值得一提的是，借助于形成第二光学结构的高折射率材料的结构形成第三光学层的特定的优点。有可能的是，在没有技术的高折射率材料预算约束的情况下，最终构造使其第二光学结构在第一量级(p2＝1)处被四分之一波长调谐的优选堆叠。借助于一般性调谐关于几何厚度的λ10/4ni(或者关于光学厚度的等效的λ10/4)，可相比于图3a中的情况，或在光谱3a和3b之间的可调节的更宽波段上的高透射，在lwir波段中内切的并能够根据需要定位在中心值λ10周围的相对窄的透射光谱可以轻易地实现，如果其被认为优选的话。为了获得它，将首先形成蒸发的层36，其可能在几何厚度上随后利用高折射率cvd材料进行加厚成适于随后的诸如优选的折射率为
第三变型结合了第一变型和第二变型，有纹理的光栅通过蚀刻穿过a-sixc(1-x)型或a-sixge(1-x)型合金的一个层或多个层的堆叠来形成。在图9b的横截面细节视图中示出了示例。在填充系数ff、蚀刻轮廓或光栅图案的坡和所涉及的堆叠的材料层中的折射率的分布方面，该变型提供了三个自由度，以在所有有用的细节中形成折射率分布，其实现和定义在本领域的技术人员的能力范围内而没有特别的困难。在当前的背景下，该定义的目的当然在于优化在感兴趣的波段中的光谱透射率，而无需提供其他的细节。
有利地，之前的实施方式中的被纹理化的堆叠38覆盖有根据低折射率的保形(且因此覆盖)沉积而沉积的层72，例如，优选地具有x大于或等于5％的硅含量的a-sixc(1-x)层。这样的例如具有在0.1μm和0.5μm之间的几何厚度的最终涂层或“钝化”层的优点一方面是，针对如已经讨论过的氧等离子体的侵蚀保护了在它们的侧面上的之前的层，这是由于这样的方法的实施除了它们对于牺牲层的去除没有帮助之外通常有助于清洗或光刻掩模去除目的。另一方面，这样的特定选择提供了如所提到的整个由非常硬且耐磨的材料制成的表面，且具有已经提到的附加的优点。
虽然并不排斥在本发明的意义上的第一光学结构和任何数字的最后的光学结构之间形成任何数量的层以进一步优化平均透光率，但是在感兴趣的波段上具有超过95％的平均透光率且只要布置了三个光学结构则基本上失去光谱选择性(且没有大幅减少透射波段)的事实，导致通过这个一般限制来特征化本发明的优选模式。考虑到所涉及的有用的材料的性质，该限制实际上暗示了总几何厚度小于λ10/2。由于各个所涉及的层的一般的非零吸收所引起的在较厚的堆叠的情况下能够仅加剧优化难度的损耗，除了各种结构化热机械难点之外，在此并不做考虑。虽然仅仅是指示性的，但是这样的特定的最大值在本发明意义上形成三个光学结构的堆叠的上限，其以所提供的材料和技术形成，每个根据发明的目的调谐成最大优选的量级(p1＝1、p2＝4、p3＝1)。
根据本发明的所有实施方式和所有它们的变型，上盖的内部表面和侧壁的内部表面对预先确定的蚀刻方法是惰性的。根据所述方法、用于蚀刻有机牺牲层的在氧等离子体下进行的氧化、或通常被实施用于干法去除光刻树脂的相关的方法(例如，基于臭氧o3)、或用于蚀刻矿物sio型层的酸hfv等，构造有时候可以如开发中所建议的进行简化。
d.借助于囊的敏感膜的吸光度的优化
第五实施方式
以上所述的本发明的实施方式本质上目的在于优化窗口透光率，特别是在感兴趣的波段中的平均值和最小变量方面，而不管敏感膜和衬底。然而，经过构造，窗口的下表面和测辐射热的膜之间的距离优选地大于1μm，以避免在去除牺牲层之后在窗口和膜之间的接触以及避免静电和“静摩擦”效应，并且由于对于衬底的支撑元件(通孔/中间的槽)的制造约束而小于3μm。另一方面，敏感膜的厚度有意被选择为非常小，以便限制总的悬挂质量，并且金属反射器在衬底的上表面上形成。当膜被放置在等于λ10/(4.n)(即，对于10μm的中心操作波长在反射器之上的真空(n＝1)的2.5μm)的距离处时，构造静态干扰的波腹因此出现在入射波和传输且然后在金属反射器上被反射的波之间的膜水平处。在所提供的背景中，在反射器存在于衬底上时，被布置在膜中的吸收器常规上由具有380欧姆/平方的量级的薄层电阻rs的金属层形成。这样的架构允许膜对辐射的高吸光度，具有在感兴趣的波段中宽的最大值。在本发明的第五个实施方式的背景下，膜由氮化钛层(tin)形成，具有非晶态si层，该氮化钛层具有8nm的几何厚度、380欧姆/平方的薄层电阻，和在10μm的波长处的光学指数n＝10.5和k＝16(k是消光系数)，该非晶态si层具有200nm的几何厚度和在10μm处的指数n＝3.42和k＝0。其他厚度和材料布局当然也是可能的，但是至少在这些参数的30％的变化范围内，在所产生的优选的几何配置上没有在第一量级处的入射。
现在，发明人已经观察到囊和膜/反射器组件都是含有低质量系数的光学谐振器，由于相对于操作波长分隔它们的短距离，它们光学地相互作用，这影响了膜吸光度。更特别地，当膜面对自由半空间(freehalf-space)时，在构造干涉条纹的高度中的位置并不仅是由将膜与反射器分隔开的距离确定，还由将膜与窗口分隔开的距离以及由第一光学结构的折射率来确定。根据本发明的第五个实施方式因此包括通过同时选择窗口的第一光学结构的厚度和折射率、膜和反射器之间的距离、以及膜和窗口的下表面之间的距离来优化半吸收膜相对于构造干涉在腔中的放置。由此，发明人还观察到在窗口根据依据本发明所提供的实施方式中的任何一个进行构造时膜的吸光度可以大大地增加。然而，还能够观察到的是，窗口的第一光学结构的最优设置应该在诸如被限定的膜的吸光度的最大化的背景下进行调节。
图10示出的是这样的现象，曲线a是诸如以上所述的被放置在金属反射器的之上的λ10/(4.n)＝2.7μm(λ10＝11μm)处的真空中的且在没有窗口的情况下的敏感膜的吸收光谱，曲线b是被放置在相距通常由被调谐为λ10＝11μm的现有技术状态中的a-si(0.8μm)+ge(1.7μm)+zns(1.2μm)的三个层形成的窗口1.5μm的距离处放置的该相同的膜的吸收光谱，以及曲线c是根据诸如下文所述的第五实施方式在窗口下、特别是在离金属反射器短于λ10/4的距离处放置的该相同的膜的吸收光谱。曲线a因此代表其中没有窗口且因此没有由存在的金属反射器引起的简单的法布里-珀罗效应(四分之一波)的干扰的“理想”情况。曲线b示出这样的干扰，膜在[8；14μm]范围内的吸光度的平均值下降到73％：根据现有技术状态，膜的吸光度实际上由于囊的靠近而被退化很多。曲线c示出的是在存在窗口时通过共同调节窗口的第一光学结构的折射率和光学厚度能够获得相对于现有技术状态的情况(曲线b)的高得多的吸光度，在[8；14μm]范围内的平均吸光度在这种情况下等于93％，且并不以修改膜和反射器之间的距离(2.7μm)与膜和窗口之间的距离(1.5μm)而开始。
一种制造具有对诸如所述的敏感膜在气密真空封装中的优化放置的探测器的方法，包括：
a、确定窗口的第二光学结构和第三光学结构，例如，现有技术状态中的或诸如之前所述的实施方式中所述的ge+抗反射zns双层；
b、根据窗口的第一光学结构的光学厚度和折射率和根据膜与金属反射器与窗口的第一光学结构之间的距离确定膜的吸光度的变化。该确定可以例如通过借助于诸如synopsis公司的“diffractmodtm”(www.rsoftdesign.com)或lighttrans股份有限公司的“virtuallabtm”(www.lighttrans.com)、特别是关于第一纹理光学结构的模块“gratingtoolbox”的软件的数字仿真来进行；
c、在考虑到制造或操作约束的同时确定对于指数和/或距离的值的范围，例如，膜和窗口之间的最小距离、关于符合单片制造技术的第一有纹理的光学结构(如果使用的话)的填充系数和周期等；
d、从所确定的范围中选择四个因素(几何厚度、结构化的网络的折射率或特征(周期p、耦合到填充材料的指数n的系数ff)、与反射器的距离、与窗口的第一光学结构的距离)，引起膜在[8-14μm]范围内的大于现有技术状态中的吸光度的平均吸光度，特别是大于90％的吸光度，有利地大于95％的吸光度；
e、制造具有所选择的值的探测器。
膜和窗口的制造与之前的实施方式的不同在于牺牲层22和24的优选的厚度上的精度，这实现了设置在敏感膜12一方面与形成在衬底10上的反射器之间的距离以及另一方面与窗口20之间距离，以及不同在于在第一光学衬底的有效指数或光栅(如果其用于构造它)的特征方面的精度。
在第一变型中，第一光学结构由类似于之前所述的第三实施方式的纹理化的cvda-si制成，cvda-si图案的填充系数ff和它们的深度et实现了分别设置第一光学结构的等效(有效)折射率和光学厚度。制造则例如包括，对于在[8；14μm]范围内的探测，选择：
-图案光栅的周期p小于或等于λ10/3(例如，对于λ10＝11μm为3.5μm)以避免在感兴趣的波段中的衍射损耗，优选地大于或等于1.5μm以避免无用地限制图案的形成，以及优选地小于或等于3μm以获得在[8；14μm]波段上最佳的吸光度(>95％)。纹理优选地根据在水平面中的高度对称被执行至少量级二，以提供对光的极性不敏感的操作，基本图案的形状一点不重要(方的、圆盘状、六边形......)。最终的纹理(在完成过程之后)例如是cvda-si网格或cvda-si衬垫的光栅；
-出于机械原因，窗口到膜的距离hp在1μm和3μm之间(例如，大于或等于1μm以避免在窗口和膜之间的接触，以及小于或等于3μm以容易形成窗口的机械支撑)；
-膜到反射器的距离hr、光栅蚀刻深度et(实际上在这种配置中等效于第一光学结构的几何厚度e1)和根据借助于诸如图11a-11f中所示出的图表所选择的距离hp的光栅的cvda-si填充系数以获得在[8；14μm]范围内大于或等于95％的平均吸光度。特别地，对于cvda-si的边a的方形图案的光栅，ff＝(a/p)2，同时对于以边为a的方形孔穿过的a-si网格，ff＝1-(a/p)2。
特别地，为了获得大于95％的吸光度，下表中的参数用于衬垫或网格形的光栅，行号1、2和3分别对应于图11a到11c中被编号为1、2和3的范围：
上表中关于cvd非晶硅衬垫或网格形光栅所公开的光栅的填充系数ff的范围分别对应于有效折射率的1.45-1.80、1.35-1.60、1.30-1.50范围。
为了获得大于95％的吸光度，下表中的参数用于第一非结构化的光学层，行号1、2和3分别对应于图11d到11f中被编号为1、2和3的范围且e1是第一光学层的几何厚度，且
特别应该注意的是，在图11a中的图表中，在膜和结构的金属反射器之间的距离hr比λ10/4＝0.25.λ10短得多，因为其至多等于2.25μm，而对于λ10＝11μm，0.25.λ10＝2.7μm。特别地，对于hp＝1.5μm，其是现有技术状态中的通常的距离，在膜和金属反射器之间的距离hr等于1.9μm。
图12a示出了对于hr/hp对的不同的值、对于现有技术状态的配置(cvda-si+ge+zns的三层窗口)的、根据波长在膜中的吸光度。相对于hp和hr的在没有约束的情况下的优化提供了值hr＝3.4μm和hp＝0.7μm(曲线a)，其中在[8；14μm]上的积分吸光度为89％。当hp被约束为取越来越高的值(0.9、1.2、1.5和2.0μm)以考虑保持膜与窗口之间的距离的预防措施时，hr的最优值以及平均吸光度降低。hp＝1.5μm/hr＝2.7μm＝0.25.λ10的情形对应于现有技术状态的配置(平均吸光度＝73％，曲线b)。
因此可以观察到的是，在该配置中，膜的吸收的不利不仅仅在于较低的抗反射的缺乏(即，适于封装真空的第一光学结构的等效折射率)而且在于保持在窗口和膜之间的距离的约束。
图12b示出了根据a-si网格在利用窗口的下表面上的第一有纹理的光学结构的吸收优化的光谱响应。光栅的周期p被设置为2μm。在没有约束的情况下所确定的参数hr、hp、et和ff的最优的值分别等于2.3μm、1.2μm、1.5μm和34％。(由参数et/(p-a)，即深度与图案的最小横向尺寸的比例来限定)光栅的纵横比是4。在[8；14μm]范围上对应的最优的吸光度是97％。与失去第一光学结构的配置相反，hp的最优值(1.2μm)在避免机械接触的可接受的值的范围内。出于下面的两个原因，利用在实践中可以得到的参数的吸收被改善：在被更改的指数的第一光学结构的形式上引入了内部抗反射，且最优的窗口到膜的距离(hp)在保持在技术上方便的值的范围内的同时更大的事实。
有可能的是进一步增加距离hp同时保持非常高的吸光度，其中同时降低距离hr并增加光栅的纵横比(图12b)。在不重新调整hr和光栅参数的情况下增加距离hp导致不太有利的积分吸光度(图12c)。必不可少的是同时设置两个牺牲层22和24的尺寸以优化吸光度。
应该注意的是，膜的吸光度可以略微大于所谓的“理想”配置，即，不具有囊-窗口，或具有被假定为完美地透明的、非常远距离的且被处理为具有被假定为在其两个表面上完美地抗反射的厚窗口；在附图中被指示为“无plp”。该论述可以通过被封装的设备的完整堆叠的最复杂的干扰可以通过将膜保持在低于10μm的区域中的强振幅的波瓣内而被有利地表达的事实来进行解释，其中单独的膜也是远低于如图12a中所指示的100％的吸光度。
为了容易在技术上形成光栅，其可能优选的是降低蚀刻深度et来降低纵横比以及容易保形地填充在沉积填充材料(特别是如果pecvd型方法被使用)期间的凹陷。对于有限的蚀刻深度，出现了吸光度的优化导致也是更为有利的填充系数，朝向更接近50％的值。纵横比同样有利地被修改。相比于其中蚀刻深度并未被限制的情况，平均吸光度某种程度上退化，但是保持比不具有内部抗反射的参考囊的情况大得多。对于蚀刻深度et被限制为其上限处的1μm(且hp被限制为其下限处的1.2μm)，在牺牲层中被蚀刻的衬垫的最优宽度是1.4μm，其提供50％的填充系数和1.6的蚀刻纵横比。在[8；14μm]范围上的平均吸光度则是92％，即，处于依然比现有技术状态中的73％大得多的值。最优的距离hr是2.5μm，比对于在1.5-μm的深度处进行的蚀刻略大，但是类似于微测辐射热计的领域的标准，其也是该变型的额外优点。
对于被限制为其上限处的0.5μm(且hp被限制为其下限处的1.2μm)的蚀刻深度et，最优的参数是ff＝67％、hr＝2.8μm，但是平均吸光度为84％，被放置成甚至超过参考的10点。
在第二变型中，第一光学结构是非纹理化的。例如，制造则包括，对于在[8；14μm]范围中的探测，选择：
-出于以上已经讨论的机械原因，窗口到膜的距离hp在1μm和3μm之间；
-膜到反射器的距离hr、第一光学结构的几何厚度e1和该第一光学结构根据借助于诸如图11a-f中示出的图表所选择的距离hp的等效折射率
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