构300上时，容易使发生支撑结构300塌陷。若发生塌陷时，形成在空腔内的支撑柱310能够起到支撑作用，支撑起支撑结构300，避免发热电极400进一步塌陷，从而减少塌陷对红外光源造成损害。
[0053]进一步的，支撑柱310与支撑结构300的材质一致，均可以为氮化硅，支撑柱310的高度为2微米?4微米，例如是3微米，高度略小于空腔的深度，避免影响空腔的形成。使支撑柱310位于发热电极400的正下方，是由于发热电极400处的支撑结构300受力较大，更容易发生塌陷，将其置于发热电极400的下方，能够更好的避免塌陷对红外光源造成的损坏。
[0054]本发明的第三实施方式涉及一种红外光源的制备方法，具体流程如图4所示，包含以下步骤:
[0055]步骤101，提供衬底；
[0056]步骤102，在衬底上依次形成反射层和牺牲层；
[0057]步骤103，刻蚀去除部分牺牲层，形成图形化牺牲层结构；
[0058]步骤104，在所述反射层和牺牲层的表面形成支撑结构；
[0059]步骤105，在所述支撑结构上溅射发热电极，并图形化；
[0060]步骤106，在所述支撑结构上刻蚀释放凹槽，所述释放凹槽暴露出所述牺牲层；
[0061]步骤107，通过所述释放刻蚀凹槽进行刻蚀，去除所述牺牲层。
[0062]具体的，请参考图5，在提供衬底110的步骤之后，在衬底上覆盖反射层130的步骤中，包含以下子步骤:
[0063]在衬底110上淀积隔离热绝缘层120，隔离热绝缘层120的材质为二氧化硅；在隔离热绝缘层120上溅射反射层130即可，之后形成的牺牲层200位于反射层120的表面。
[0064]其中，牺牲层200的材质为二氧化硅、α -碳或多晶硅等，在本实施例中，优选为二氧化硅，其可以采用四乙氧基硅烷(TEOS)作为原材料形成，形成的厚度通常较厚，为4微米?8微米，例如是6微米，便于后续形成空腔。
[0065]请参考图6，采用刻蚀工艺对牺牲层200进行刻蚀，暴露出部分反射层130，保留的牺牲层200用于后续形成空腔。
[0066]请参考图7，在反射层130和牺牲层200的表面形成支撑结构300，接着在支撑结构300上形成发热电极400，通常工艺中此时还会形成铝焊盘(AlPad)，用于与发热电极400相连，在本实施例及附图中并未显示出铝焊盘，本领域技术人员应知晓铝焊盘的形成工艺，在此不作赘述。在形成支撑结构300和发热电极400之后，采用刻蚀工艺在支撑结构300的表面形成释放凹槽(图7中未示出)，释放凹槽暴露出位于支撑结构300下方的牺牲层200，接着，采用干法或者湿法刻蚀沿着释放凹槽对牺牲层200进行刻蚀，去除牺牲层200形成空腔，从而获得实施例一中如图1所示的红外光源。
[0067]由于牺牲层200的材质与支撑结构300的材质不同，因此对牺牲层200进行刻蚀时不会对支撑结构300造成损伤，能够确保支撑结构300架空，支撑起发热电极400。
[0068]不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
[0069]本发明的第四实施方式涉及一种红外光源的制备方法。第四实施方式在第三实施方式的基础上作了进一步改进，主要改进之处在于:在本发明第四实施方式中，在反射层和牺牲层的表面形成支撑结构之前，包含以下步骤:刻蚀牺牲层，形成多个支撑柱槽，支撑柱槽的位于后续形成的发热电极的正下方；在形成支撑结构的同时，填充满支撑柱槽，形成支撑柱。支撑柱能够起到支撑作用，避免塌陷造成的损伤。
[0070]具体地，请参考图8和图9，在衬底110上形成隔离热绝缘层120及牺牲层200的形成方式均与第三实施方式相同，在此不作赘述；
[0071]请结合图10和图14，图10是沿图14中A_A’向的剖面示意图，刻蚀牺牲层200，形成多个支撑柱槽210，支撑柱槽210的位置于后续形成的发热电极的位置相同，即支撑柱槽210的位于后续形成的发热电极的正下方；
[0072]接着请参考图11，在形成支撑结构300的同时，填充满支撑柱槽210，形成支撑柱310 ；
[0073]接着请结合参考图12和图15，图12是沿图15中B_B’向的剖面示意图，在支撑结构300上形成发热电极400和铝焊盘500，其具体工艺步骤均与第三实施方式相同，在此不作赘述；
[0074]接着，请结合参考图13和图16，图13是沿图16中C_C’向的剖面示意图，在支撑结构400上形成释放释放凹槽410，释放释放凹槽410暴露出牺牲层200 ;在本实施例的其他实施例中，也可以形成多个小孔等，只需暴露出牺牲层200即可；之后，沿着释放凹槽410内对牺牲层200进行刻蚀，去除牺牲层200，形成空腔，从而获得第二实施方式中如图2所示的红外光源。
[0075]由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。
[0076]上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
[0077]本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种红外光源，其特征在于，包含:衬底、反射层、支撑结构与发热电极； 所述反射层覆盖在所述衬底之上；所述支撑结构形成在所述反射层上； 其中，所述支撑结构与所述反射层之间形成有一空腔，所述发热电极固定在所述空腔上方的支撑结构表面。
2.根据权利要求1所述的红外光源，其特征在于，所述空腔的深度范围是4微米?8微米。
3.根据权利要求1所述的红外光源，其特征在于，所述支撑结构包括多个支撑柱，所述支撑柱位于所述发热电极的正下方。
4.根据权利要求3所述的红外光源，其特征在于，所述支撑柱的高度为2微米?4微米。
5.根据权利要求1所述的红外光源，其特征在于，还包含隔离热绝缘层； 所述隔离热绝缘层形成在所述衬底与所述反射层之间。
6.根据权利要求5所述的红外光源，其特征在于，所述隔离热绝缘层采用二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的红外光源，其特征在于，所述支撑结构材质为氮化硅。
8.根据权利要求1所述的红外光源，其特征在于，所述反射层采用铝Al、金Au或者银Ag。
9.根据权利要求1所述的红外光源，其特征在于，所述发热电极采用氮化钛TiN、铂金Pt、NiCr合金、多晶硅或WSi化合物。
10.一种红外光源的制备方法，其特征在于，包含以下步骤: 提供衬底； 在所述衬底上依次形成反射层和牺牲层； 刻蚀去除部分牺牲层，形成图形化牺牲层结构； 在所述反射层和牺牲层的表面形成支撑结构； 在所述支撑结构上溅射发热电极，并图形化； 在所述支撑结构上刻蚀形成释放凹槽，所述释放凹槽暴露出所述牺牲层； 通过所述释放凹槽进行刻蚀，去除所述牺牲层。
11.根据权利要求10所述的红外光源的制备方法，其特征在于，所述牺牲层的材质为二氧化硅、α -碳或多晶硅。
12.根据权利要求10所述的红外光源的制备方法，其特征在于，在所述提供衬底的步骤之后，在所述衬底上覆盖反射层的步骤中，包含以下子步骤: 在所述衬底上淀积隔离热绝缘层； 在所述隔离热绝缘层上溅射反射层。
13.根据权利要求10所述的红外光源的制备方法，其特征在于，在所述反射层和牺牲层的表面形成支撑结构之前，包含以下步骤: 刻蚀所述牺牲层，形成多个支撑柱槽，所述支撑柱槽位于后续形成的发热电极的正下方； 在形成所述支撑结构的同时，填充满所述支撑柱槽，形成支撑柱。
14.根据权利要求10所述的红外光源的制备方法，其特征在于，采用干法或者湿法刻蚀沿着所述释放凹槽去除所述牺牲层。
【专利摘要】本发明涉及红外技术领域，公开了一种红外光源及其制备方法。本发明中，红外光源包含：衬底、反射层、支撑结构与发热电极；反射层覆盖在衬底之上；支撑结构形成在反射层上；支撑结构与反射层之间形成有一空腔，发热电极固定在悬空支撑结构表面。由于空腔内的空气或者真空的隔热效果较佳，从而能够降低发热电极的热传导通路，减少热损耗，此外，位于空腔处的反射层能够更好的将红外光反射回，进一步的提高发热电极的发光强度及发热性能。
【IPC分类】H01L31-101, H01L31-18
【公开号】CN104538483
【申请号】CN201410783519
【发明人】纪新明
【申请人】复旦大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月16日