一种非晶硅红外探测器的吸收板结构及工艺方法与流程

本公开涉及红外探测，尤其涉及一种非晶硅红外探测器的吸收板结构及工艺方法。

背景技术：

1、非接触红外探测器例如包括非接触式测温传感器，其探测原理是红外探测器将待测目标物体发射的红外辐射信号转换成热信号，经过探测器敏感元件将热信号转变为电信号，再经过电路芯片将电信号进行处理输出，红外探测器由此实现红外探测功能。

2、相关技术中，由于非晶硅是半导体材料，将其作为热敏层与电极层直接接触时，热敏层和电极层之间的噪声较大，从而造成红外探测器的噪声较大，噪声会使红外探测器的探测率和灵敏度降低，影响红外探测器的红外探测能力。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种非晶硅红外探测器的吸收板结构及工艺方法，降低了红外探测器的噪声，提高了红外探测器的探测率和灵敏度，改善了红外探测器的红外探测能力。

2、第一方面，本公开提供了一种非晶硅红外探测器的吸收板结构，包括：

3、热敏层、金属硅化物层、介质层和电极层；

4、所述热敏层包括非晶硅材料，所述非晶硅材料为掺硼、磷、氢、锗、钒、氧中的一种或几种元素，且具有负电阻温度系数1.0%/k以上的非晶硅材料；

5、所述金属硅化物层位于所述热敏层的电极连接区，且处于所述热敏层和所述电极层之间；

6、所述介质层位于所述热敏层的电阻区上，保护非晶硅电阻不形成金属硅化物；

7、所述电极层位于所述金属硅化物层背离所述热敏层的一侧，所述电极层的材料为氮化钛、钛、铂化镍、镍、钨 、钴中的一种;

8、所述热敏层、所述金属硅化物层和所述电极层所构成的结构的噪声小于所述电极层与所述热敏层直接接触的噪声。

9、可选地，所述金属硅化物层包括硅化镍、硅化钴、硅化钛，硅化钨中的一种。

10、可选地，所述介质层包括：氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的一种或几种，以保证非晶硅的电阻不形成金属硅化物。

11、可选地，非晶硅红外探测器的吸收板结构还包括：第一保护层，所述第一保护层位于所述电极层背离所述介质层的一侧。

12、可选地，构成所述第一保护层的材料包括氮化硅、氧化铝、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种或几种。

13、第二方面，本公开提供了一种非晶硅红外探测器的吸收板结构的工艺方法，包括：

14、形成热敏层；

15、在所述热敏层上形成图案化的介质层，所述介质层位于所述热敏层的电阻区上；

16、在所述热敏层上形成金属硅化物层；所述金属硅化物层与电极连接区的所述热敏层接触；

17、在所述金属硅化物层和所述介质层上形成图案化的电极层；

18、其中，所述热敏层包括非晶硅材料，所述非晶硅材料为掺硼、磷、氢、锗、钒、氧中的一种或几种元素，具有负电阻温度系数1.0%/k以上的非晶硅材料；所述热敏层、所述金属硅化物层和所述电极层所构成的结构的噪声小于所述电极层与所述热敏层直接接触的噪声。

19、可选地，所述在所述热敏层上形成金属硅化物层，包括：

20、在所述热敏层上形成金属层；

21、对所述金属层进行退火以使所述金属层朝向所述热敏层的一侧与所述热敏层反应形成金属硅化物层；

22、所述金属层包括镍、镍铂、钴、钛、钨中的一种。

23、可选地，所述在所述金属硅化物层上形成图案化的电极层之后，还包括：

24、在所述电极层上形成第一保护层。

25、可选地，所述在所述热敏层上形成金属层之后，还包括：

26、在所述金属层上形成第二保护层；

27、所述第二保护层包括氮化硅。

28、可选地，所述退火温度为200-400℃。

29、本公开提供了一种非晶硅红外探测器的吸收板结构，包括：热敏层、金属硅化物层、介质层和电极层；热敏层包括非晶硅材料，非晶硅材料为掺硼、磷、氢、锗、钒、氧中的一种或几种元素，具有负电阻温度系数1.0%/k以上的非晶硅材料；金属硅化物层位于热敏层的电极连接区，且处于热敏层和电极层之间；介质层位于热敏层的电阻区上，保护非晶硅电阻不形成金属硅化物；电极层位于金属硅化物层背离热敏层的一侧，电极层的材料为氮化钛、钛、铂化镍、镍、钨、钴中的一种；热敏层、金属硅化物层和电极层所构成的结构的噪声小于电极层与热敏层直接接触的噪声。由此，利用金属硅化物降低了热敏层和电极层之间的噪声，从而减小了红外探测器的噪声，避免了由于热敏层和电极层直接接触造成噪声过大，导致红外探测器的探测率和灵敏度降低的问题，提高了红外探测器的探测率和灵敏度，改善了红外探测器的红外探测能力。

技术特征：

1.一种非晶硅红外探测器的吸收板结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的非晶硅红外探测器的吸收板结构，其特征在于，所述金属硅化物层包括硅化镍、硅化钴、硅化钛，硅化钨中的一种。

3.根据权利要求1所述的非晶硅红外探测器的吸收板结构，其特征在于，所述介质层包括：氧化硅、氮化硅或氮氧化硅中的一种或几种，以保证非晶硅的电阻不形成金属硅化物。

4.根据权利要求1所述的非晶硅红外探测器的吸收板结构，其特征在于，还包括：第一保护层，所述第一保护层位于所述电极层背离所述介质层的一侧。

5.根据权利要求4所述的非晶硅红外探测器的吸收板结构，其特征在于，构成所述第一保护层的材料包括氮化硅、氧化铝、氧化硅、氮氧化硅中的至少一种或几种。

6.一种非晶硅红外探测器的吸收板结构的工艺方法，适用于如权利要求1-5任一项所述的非晶硅红外探测器的吸收板结构，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的非晶硅红外探测器的吸收板结构的工艺方法，其特征在于，所述在所述热敏层上形成金属硅化物层，包括：

8.根据权利要求6所述的非晶硅红外探测器的吸收板结构的工艺方法，其特征在于，所述在所述金属硅化物层和所述介质层上形成图案化的电极层之后，还包括：

9.根据权利要求7所述的非晶硅红外探测器的吸收板结构的工艺方法，其特征在于，所述在所述热敏层上形成金属层之后，还包括：

10.根据权利要求7所述的非晶硅红外探测器的吸收板结构的工艺方法，其特征在于，

技术总结
本公开涉及一种非晶硅红外探测器的吸收板结构及工艺方法，包括：热敏层、金属硅化物层、介质层和电极层；热敏层包括非晶硅材料；金属硅化物层位于热敏层的电极连接区，且处于热敏层和电极层之间；介质层位于热敏层的电阻区上，保护非晶硅电阻不形成金属硅化物；电极层位于金属硅化物层背离热敏层的一侧，电极层的材料为氮化钛、钛、铂化镍、镍、钨、钴中的一种；热敏层、金属硅化物层和电极层所构成的结构的噪声小于电极层与热敏层直接接触的噪声。通过本公开的技术方案，降低了红外探测器的噪声，提高了红外探测器的探测率和灵敏度，改善了红外探测器的红外探测能力。

技术研发人员：翟光杰,武佩,潘辉
受保护的技术使用者：北京北方高业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15