增强透射性的双层混合成像探测器像元结构及其制备方法_3

文档序号:9454575阅读:来源:国知局
上释放保护层109’构成具有凹凸起伏表面的第二微桥结构,第二上释放保护层109’和第二下释放保护层106’将第二红外感应部件107’和第二电极层108’包覆在其中;具体的,第二红外感应部件107’的整个底部具有第二下释放保护层106’ ;第二红外感应部件107’,位于可见光感应区域的上方;第二电极层108’,位于第二红外感应部件107’上,用于输出第二红外感应部件107’产生的电信号;第二电极层108’的边缘超出第二红外感应部件107’的边缘;第二上释放保护层109’,覆盖第二电极层108’表面并填充于第二电极层108’的图案间距中,第二电极层108’的图案间距中的第二上释放保护层109’的底部与第二红外感应部件107’的顶部接触。第二红外感应结构两端也可以具有支撑孔。本实施例中,第二红外感应结构顶部具有第三释放孔K3。
[0065]其中,接触沟槽结构的材料为Al或Pt ;第一、第二上释放保护层108、108’和第一、第二下释放保护层105、105’的材料可为二氧化硅(S12)、氮氧化硅(S1N)、氮化硅(SiN)、碳化娃(SiC)等基于S1、0、C、N等成分的薄膜,还可为非化学计量比的上述薄膜,例如富氧或富硅的二氧化硅,也可为掺有B、P、C或F等元素的上述薄膜,例如氟硅玻璃(FSG)Jl-玻璃(BPSG)或磷硅玻璃(PSG)等。第一上释放保护层108和第一下释放保护层105将第一红外感应部件106和第一电极层107所暴露的部分包住,第二上释放保护层108’和第二下释放保护层105’将第二红外感应部件106’和第二电极层107’所暴露的部分包住,用以在进行释放工艺时,起到有效保护红外感应部件和电极层的作用,同时在制造过程和使用过程中隔离外界的污染和损伤,提高敏感材料探测层的可靠性,也可以避免电极层作为电极发生短路。第一、第二红外感应部件106、106’的材料可以为非晶硅或氧化钒等。第一、第二电极层107、107’的材料可以为钛、钽、上下层叠的氮化钛和钛、或上下层叠的钽和氮化钽。介质层104的材料为二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或非化学计量比的二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅,或者掺有硼、磷、碳或氟等杂质元素的上述材料。隔离层114的材料可以与介质层104的材料相同。
[0066]支撑部件115,位于第二红外感应结构的外围且与第二红外感应结构不接触;支撑部件115边缘具有支撑孔;支撑孔底部位于接触沟槽结构110外侧的介质层104表面,支撑部件和第二红外感应结构之间构成第三空腔113 ;在支撑部件顶部具有第二释放孔K2 ;支撑部件115的内表面具有红外反射材料或者整个支撑部件115为红外反射材料。需要说明的是,图1中显示的为器件的横截面结构示意图,整个器件中,第二红外感应结构与支撑部件之间具有连通的空隙,例如,在纵截面结构上,第二红外感应结构的边缘不具有侧壁,因此,红外感应结构的该边缘与支撑部件之间具有连通的空隙。
[0067]请参阅图2,在本发明的另一个实施例中,箭头方向表示光线射入方向,双层可见光红外混合成像探测器像元结构,包括:
[0068]—硅衬底200,作为可见光过滤层;硅衬底200中具有前道器件202 ;
[0069]可见光感应区域,位于娃衬底200下表面,可见光感应区域包括可见光感应部件201和将可见光感应部件201所形成的电信号输出的接触孔209 ;接触孔209作为引出极;可见光感应部件可以为PN结,利用光电转换原理,来形成对可见光的感应;
[0070]后道金属互连203,后道金属互连203位于第一空腔211两侧的硅衬底200上表面;在后道金属互连203下方连接有前道器件202 ;这里,在后道金属互连203外侧还具有隔离层214,用于相邻的金属互连之间的隔离。
[0071]红外感应区域,位于硅衬底200上表面,包括:
[0072]第一空腔211,其底部位于部分硅衬底200上表面,也即是第一空腔111的底部与后道金属互连203的底部齐平;在第一空腔211的侧壁表面具有红外反射层220,用于增强对红外光的吸收,防止红外光入射到第一空腔的侧壁内造成侧壁材料的损失。
[0073]介质层204,位于第一空腔211两侧的部分后道金属互连203和隔离层214上;
[0074]接触沟槽结构210,位于一空腔211两侧的部分后道金属互连203上表面;
[0075]第一红外感应结构,覆盖于第一空腔211上,第一红外感应结构边缘与接触沟槽结构210相连;第一红外感应结构具有第一释放孔K21 ;
[0076]第二红外感应结构,位于第一红外感应结构之上,且第二红外感应结构边缘与接触沟槽结构210相连;第二红外感应结构与第一红外感应结构之间构成第二空腔212 ;
[0077]其中,第一红外感应结构的底部与接触沟槽结构210的顶部相齐平;第二红外感应结构边缘底部与接触沟槽结构210顶部相连,第二红外感应结构顶部的下表面高于第一红外感应结构上表面;第一红外感应结构的上表面与第二红外感应结构的侧壁内表面及其顶部之间形成第二空腔212。第一红外感应结构包括第一下释放保护层205、第一红外感应部件206、第一电极层207和第一上释放保护层208 ;第二红外感应结构包括第二下释放保护层205’、第二红外感应部件206’、第二电极层207’和第二上释放保护层208’ ;第一电极层207的底部与第二电极层207’的底部相连且均与接触沟槽结构210相连接。
[0078]具体的,第一红外感应结构的第一下释放保护层205、第一红外感应部件206、第一电极层207和第一上释放保护层208构成具有凹凸起伏表面的第一微桥结构,第一上释放保护层208和第一下释放保护层205将第一红外感应部件206和第一电极层207包覆在其中;本实施例中,第一下释放保护层205的整个底部与接触沟槽结构210的顶部齐平;第一微桥结构直接搭接在硅晶圆200上表面,而无需在第一微桥结构边缘设置支撑孔用于支撑第一微桥结构;具体的,第一红外感应部件206的整个底部具有第一下释放保护层205 ;第一释放孔K21穿透第一上释放保护层208、第一电极层207、第一红外感应部件206和第一下释放保护层205 ;第一红外感应部件206,位于可见光感应区域的上方;第一电极层207,位于第一红外感应部件206上,用于输出第一红外感应部件206产生的电信号;第一电极层207的边缘超出第一红外感应部件206的边缘;第一上释放保护层208,覆盖第一电极层207表面并填充于第一电极层207的图案间距中,第一电极层207的图案间距中的第一上释放保护层208的底部与第一红外感应部件206的顶部接触;其中,第一上释放保护层208与第一红外感应部件106两者相接触的部分以及该接触部分下方的第一下释放保护层205中具有第一释放孔K21 ;并且,第一释放孔K21下方的硅衬底200中具有第一空腔211。
[0079]第二红外感应结构的第二下释放保护层206’、第二红外感应部件207’、第二电极层208’和第二上释放保护层209’构成具有凹凸起伏表面的第二微桥结构,第二上释放保护层209’和第二下释放保护层206’将第二红外感应部件207’和第二电极层208’包覆在其中;具体的,第二红外感应部件207’的整个底部具有第二下释放保护层206’ ;第二红外感应部件207’,位于可见光感应区域的上方;第二电极层208’,位于第二红外感应部件207’上,用于输出第二红外感应部件207’产生的电信号;第二电极层208’的边缘超出第二红外感应部件207’的边缘;第二上释放保护层209’,覆盖第二电极层208’表面并填充于第二电极层208’的图案间距中,第二电极层208’的图案间距中的第二上释放保护层209’的底部与第二红外感应部件207’的顶部接触。第二红外感应结构两端也可以具有支撑孔。本实施例中,第二红外感应结构顶部具有第三释放孔K23。
[0080]支撑部件215,位于第二红外感应结构的外围且与第二红外感应结构不接触?’支撑部件215边缘具有支撑孔;支撑孔底部位于接触沟槽结构210外侧的介质层204表面,支撑部件和第二红外感应结构之间构成第三空腔213 ;在支撑部件顶部具有第二释放孔K22 ;支撑部件215的内表面具有红外反射材料或者整个支撑部件215为红外反射材料。需要说明的是,图2中显示的为器件的横截面结构示意图,整个器件中,第二红外感应结构与
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1