CN101782441B - 制造测辐射热探测器的方法 - Google Patents
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Abstract
方法被设计用于制造配备有利用通过锚定点被固定于所述衬底绝热臂而悬浮于衬底上方的膜(1)的测辐射热探测器。所述膜(1)具有热敏薄层，该热敏薄层具备至少包括半导体铁氧化物(9)的基。所述方法至少包括所述半导体铁氧化物(9)的局部还原和/或氧化的步骤以便改变所述半导体铁氧化物(9)的薄层的一部分的铁原子的氧化程度。
Description
技术领域
本发明涉及配备有利用经由锚定点固定于衬底的绝热臂而悬浮于衬底上方的膜(membrane)的测辐射热探测器的制造方法，所述膜具有热敏半导体铁氧化物的薄层。
背景技术
测辐射热探测器能够在太(拉)赫的频率范围测量电磁辐射的功率或者通过将辐射转换为电信号而测量红外线的功率。太(拉)赫频段指的是范围大约在100GHz和30THz之间的电磁波。如在图1和2中所示出的，在电阻测辐射热探测器的情形中，电磁辐射典型地被利用经由锚定点4被固定于衬底2的绝热臂3而悬浮于衬底2(图2)上方的膜1所吸收。膜1吸收入射的辐射，将该辐射转换为热量并且将热量传输至热敏电阻5。热敏电阻5由热敏半导体材料制成，其基本特性是当其温度变化时呈现其电阻的变化。该材料可以是例如产生为半导体相的钒氧化物(V2O5、VO2)。热敏电阻5的温度的升高则引起测辐射热探测器的端子的电压或者电流的变化，由合适的电设备所测量。电极(未被示出)例如被布置于锚定点4的层级。电路以传统方式被集成于衬底2中以便能够使用测量。绝热臂3将膜1与衬底2热隔离由此改善测量的灵敏度。
在美国专利US-A-2007120059中，申请人描述了尖晶石铁氧体作为用于红外探测的、没有冷却的热辐射测量装置的热敏电阻的使用。某些铁基过渡金属的尖晶石结构的半导体氧化物具有适中的电阻率并且对于温度非常敏感。具体地化学计量的或者空位尖晶石铁氧体是被称为负温度系数产品的产品，即它们具有随温度增加的导电性。在图3中所表示的测辐射热探测器被提供有膜1，通过叠置第一电介质薄层6与第二电介质薄层8以及构成热敏电阻的尖晶石铁氧体薄层9而形成，在第一电介质薄层6上布置了两个共面电极7。电介质薄层6和8是导热的，以便将由膜1吸收的热量传输至热敏电阻5。第二电介质薄层8被提供以接触开口10以便使尖晶石结构铁氧体9与电极7接触。形成于膜顶部上的钝化层11(在图3中的顶部)进行膜1的保护。
在专利申请WO2008084158中，申请人还公开了两相材料形成的热敏电阻的使用，两相材料包括尖晶石氧化物相和具有氯化钠NaCl结构的铁一氧化物相。该材料尤其被证明作为红外探测的测辐射热测量装置的敏感材料的有效性。
发明内容
本发明的目的是实现具有良好的灵敏度并且就信噪比而言被优化的功能化的测辐射热探测器，利用容易实施和廉价的可工业化的制造方法。
根据本发明，该目的通过根据所附权利要求的制造方法而被实现。具体地该目的通过以下来实现，该方法至少包括半导体铁氧化物的薄层的局部还原和/或氧化的步骤以便改变半导体铁氧化物的薄层的一部分的铁原子的氧化程度。
附图说明
从下列仅作为非限制性的实例的用途给出并且在附图中被表示的本发明的具体的描述，其它优点和特征将变得更为清晰显见，其中：
图1和2分别以俯视图和透视图示意性地表示现有技术的测辐射热探测器。
图3在截面图中示意性地表示根据图1的测辐射热探测器的膜。
图4在截面图中示意性地表示根据本发明的具体实施例的测辐射热探测器。
图5至9在截面图中表示根据图4的测辐射热探测器的膜的制造方法的不同步骤。
图10和11在截面图中示意性地表示根据图4的测辐射热探测器的膜的制造方法的替代实施例的不同步骤。
图12在俯视图中示意性地表示根据本发明第二具体实施例的测辐射热探测器。
图13在俯视图中示意性地表示根据本发明第三具体实施例的测辐射热探测器。
图14至17在截面图中示意性地表示根据图13的测辐射热探测器的制造方法的不同步骤。
具体实施方式
在图4中表示的测辐射热探测器传统地包括能够吸收红外辐射的悬浮在衬底2上方的膜1。悬浮的膜1通过任何已知的方法被实现，通常通过首先在衬底2上沉积牺牲层(未被示出)，牺牲层例如由聚酰亚胺制成，起支撑形成膜1的薄层的作用。牺牲层优选具有包括在1μm和5μm之间的厚度，其对应于要被探测的波长的四分之一。在进行牺牲层的蚀刻之前，钝化层11可以被有利地形成于膜1的顶部上(在图4中在顶上)以便当进行牺牲层的蚀刻时避免任何化学反应。
膜1利用经由锚定点4被固定于衬底2的绝热臂3而被悬浮于衬底2上方。这些绝热臂3限制膜1的热损失并且由此改善热探测的灵敏度。
膜1包括形成热敏电阻的热敏半导体铁氧化物9的薄层。由该半导体铁氧化物9的薄层限定的测辐射热探测器的区域形成测辐射热板12。部分氧化的铁氧化物表现包括在0.01Ω·cm和1000Ω·cm之间的某个电阻率。部分氧化的铁氧化物例如为尖晶石磁铁矿铁氧化物或者磁铁矿Fe3O4以及也被称为具有铁空位的维氏体(wustite)Fe1-xO的铁氧化物，其具有半导特性。
半导体铁氧化物9的薄层可以由几个铁氧化物相构成，铁具有不同程度的氧化Fe2+、Fe3+。另一方面其必须包括有利地选自尖晶石结构磁铁矿Fe3O4或者铁空位维氏体Fe1-xO的至少一半导体铁氧化物相。
半导体铁氧化物9的薄层也可以是至少部分尖晶石结构的，例如包括尖晶石结构铁氧化物相，例如半导体磁铁矿Fe3O4和/或绝缘磁赤铁矿15γ-Fe2O3，如在专利US-A-2007120059中所描述的。这些铁氧化物，除了磁赤铁矿15γ-Fe2O3之外，尤其表示被部分氧化并且由Fe2+和Fe3+的混合物形成的特性。该特性给予它们具有适中的电阻率的有趣的半导体性质，并且已知这些氧化物是热敏的。因而它们可以探测弱强度的红外辐射同时最小化电子噪声。
如在专利申请WO2008084158中所描述的，半导体铁氧化物9的薄层也可以用例如磁铁矿Fe3O4和/或铁空位维氏体Fe1-xO的半导体铁氧化物以及例如三氧化二铁Fe2O3或者铁无空位维氏体FeO的绝缘铁氧化物的混合相形成。各相的分布被确定以便获得灵敏度和信噪比方面尽可能好的性能
膜1可以包括一或者更多的电介质层(6、8)，例如由氮化硅SiN，二氧化硅SiO2，一氧化硅SiO或者硫化锌ZnS制成。膜优选具有包括在0.01μm和2μm之间的厚度。
膜1的辐照导致被传输至半导体铁氧化物9的薄层的热量的升高。由于热量的效应，半导体铁氧化物9的薄层的电阻率变化。该变化可以利用连接至衬底2上合适的读取电路(未被示出)的电极7而被测量。
如在图3中，图4的膜1例如包括第一电介质薄层6，第二电介质薄层8和第一和第二电介质薄层6和8之间的两个共面电极7。电极7延伸入绝热臂3并且经由锚定点4通过，随后被连接至衬底2上的读取电路。形成于第二电介质薄层8中的接触开口10使得半导体铁氧化物层9可以连接至读取电路。两个共面电极7有利地是金属电极，例如由钛Ti，氮化钛TiN，铂Pt或镍铬NiCr制成。
根据具体的实施例，膜1利用任何已知的方法通过顺续沉积薄层而被生产。沉积优选在低温下进行，有利地通过阴极溅射或者等离子体增强化学气相沉积(PECVD)。
如在图5中所表示的，两个共面电极7利用传统方法通过金属化而被沉积于第一电介质层6上。电极的形状通过化学或者反应离子蚀刻而获得。电极7的厚度包括在0.005μm和0.1μm之间。由于电极7对于红外辐射的吸收是其电阻的平方的函数，所以电极的厚度必须被调整以便匹配所需要的吸收率。电极7随后通过传统接触连接方法而被连接至衬底2上的读取电路。
第二电介质薄层8的沉积之后，在图6中所表示的两个接触开口10利用任何已知的方法在第二电介质薄层8中被蚀刻。
如在图7中所表示的，具有被包括在0.01μm和2μm之间的厚度的半导体铁氧化物9的薄层随后被沉积于第二电介质薄层8上以便覆盖膜1的整个表面。测辐射热板12的生产则要求选择性地蚀刻部分该半导体铁氧化物9的薄层。该蚀刻有利地通过使用酸性蚀刻溶液的湿法蚀刻工艺而进行。酸性蚀刻溶液例如是盐酸HCl，硝酸HNO3，硫酸H2SO4或者磷酸H3PO4的溶液。
为了提高半导体铁氧化物9的薄层的蚀刻，湿法工艺蚀刻被激活，将要被蚀刻的薄半导体层9的该部分的铁氧化物还原为铁(Fe0)的形式。湿法工艺蚀刻实际上被某些铁氧化物相的存在所大大地妨碍，尤其是磁铁矿Fe3O4的层中的三氧化二铁α-Fe2O3或γ-Fe2O3，但是它们另一方面呈现非常有趣的热敏电阻特性。在III Fe(III)氧化程度的铁，氧化程度最高并且构成三氧化二铁，但是已知是在水介质中最热力学稳定的铁。三氧化二铁的蚀刻速率因此低于较低程度的铁氧化物。相反，铁的蚀刻速率比铁氧化物的高。金属铁(Fe0)具有大于2×107S·m-1的传导率。
为了改变半导体铁氧化物9的薄层的部分的铁原子的氧化程度，半导体铁氧化物9的薄层被局部还原。这里的改变导致铁原子的氧化程度的减小。该还原步骤使得可以获得至少一金属铁区(14)，它更容易通过酸蚀刻而蚀刻。结果较低浓度的酸溶液可以被用于蚀刻金属铁区或者多个区(14)。侵蚀性较小的酸蚀刻溶液不损坏界定蚀刻图案的通常树脂基或者无机材料基的掩模13。该还原步骤因而使得掩模13的图案的完整性可以被保留并且湿法工艺蚀刻被优化，改善蚀刻的选择性和蚀刻厚度的控制。
根据替代实施例，为了提高半导体铁氧化物9的薄层的蚀刻，湿法工艺蚀刻可以被激活，将要被蚀刻的半导体薄层9的该部分的铁氧化物还原为具有比过于稳定的三氧化二铁Fe2O3较低程度的氧化的铁，例如还原到铁(II)。氧成份总体低于半导体铁氧化物9的薄层的初始的成份。被还原的区的电阻率则优选小于1Ω·cm。
如在图8中所表示的，制造测辐射热探测器的方法，在半导体铁氧化物9的薄膜已经被沉积于膜1上之后，有利地包括至少一通过掩模13的半导体铁氧化物9的薄层的局部还原以便形成至少一金属铁区14。
根据还原条件，还原可以在半导体铁氧化物9的整个厚度上进行或者仅在其表面进行。在后者的情形中，铁的存在仍将对于湿法工艺蚀刻具有激活效应。
半导体铁氧化物9的薄层的局部还原优选利用用于反应离子蚀刻(RIE)的反应器，在减小的压力或者低压力下(从1至100mTorr)，在至少一还原核素或者惰性气体的存在下进行。传统上，这样的反应器被设计用于由大的铁轰击辅助的蚀刻。在本发明的情形中，这样的反应器使得能够例如在氩或者氙流下进行大密度的轰击。还原核素可以是等离子体自身。所使用的还原等离子体有利地选自氢气H2或者惰性气体，例如氩Ar，氙Xe和氦He，后者使得铁氧化物可以通过优选的氧溅射而被还原。
离子轰击条件，例如离子的质量，其动能和其入射角度和例如H2，CO或者NO的还原核素的存在或不存在，使得Fe3+离子可以被还原为Fe2+并且随后至Fe0并且Fe2+被还原至Fe0。所产生的等离子体可以实际上从半导体薄层9的铁氧化物释放O2-离子，并且随着根据下列反应的氧的气体释放而还原Fe3+和Fe2+离子：
2Fe2++2O2-→2Fe0+O2
根据变例，局部还原可以通过采用硬掩模的退火而被实现。退火优选在小于300℃的温度进行，以便不损坏可以存在于衬底2上的器件。掩模13是聚合物树脂或者由适于退火条件的无机材料制成。氮化物基掩模13可以从300℃至1000℃使用，并且多孔光刻胶掩模可以从150℃至200℃使用。掩模13被沉积于不被退火的半导体铁氧化物9的薄层的区上，由此形成钝化层。退火在还原气氛中进行，即在还原核素的存在下，还原核素优选选自氢气H2，一氧化碳CO或者一氧化氮NO。被暴露于还原核素通量的区被选择性地并且以局部化的方式还原。
根据Ellingham图，铁氧化物的还原符合下列平衡：
在氢气的存在下：
在一氧化碳的存在下：
上述等式预见通过CO或者H2在受控气氛中并且在相对低的温度下铁氧化物的容易的还原。为了示例，下表设置了对于Fe2O3/Fe3O4和Fe3O4/Fe平衡，在25℃和300℃的温度，H2和H2O的对应的分压比例(pH2/pH2O)eq和CO和CO2的对应的分压比例(pCO/pCO2)eq。
| T＝25℃ | (pH2/pH2O)eq | (pCO/pCO2)eq |
| Fe2O3/Fe3O4 | ～10-7 | ＜10-8 |
| Fe3O4/Fe | ～104 | ～1 |
| T＝300℃ | (pH2/pH2O)eq | (pCO/pCO2)eq |
| Fe2O3/Fe3O4 | ～10-6 | ～10-8 |
| Fe3O4/Fe | ～10 | ～1 |
尽管还原反应可以在25℃的温度进行，热激活仍对于提升H2和CO还原核素扩散进入半导体铁氧化物9的薄层是必须的。但是该温度增加必须不损坏测辐射热探测器的其它构成器件，尤其存在于衬底2上的测辐射热探测器的读取电路。
金属铁区或者区14随后通过相同的掩模13，具有相同蚀刻图案的另一掩模13或者不采用掩模13，利用任何已知的方法而被选择性的化学蚀刻所去除。金属铁区或者区14界定了测辐射热板12(图9)。
在牺牲层(未被示出)被去除以提供膜1的悬浮的结构之前，在图9中所表示的钝化层11随后利用任何已知的方法在膜1的顶部上(在图9中的顶部)生产。
膜1随后在绝热臂3的层被机械切割以便界定绝热臂3的最终的宽度和长度。切割技术优选与用于集成电路，微电子或者微系统的技术相同。
根据具体的实施例，膜1包括至少一氮化钛TiN基电极7。Lussier等人，在文献″Characterization for strontium titanate/Fe3O4 and TiN/Fe3O4interfaces″(J.Vac.Sci.Technol.B20(4)，Jul/Aug 2002，P.1609-1613)中公开了氮化钛与铁氧化物反应，具体地与磁铁矿Fe3O4反应，从而形成包括TiO2和维氏体FeO的复杂界面。但是TiO2是电绝缘材料，维氏体FeO也是。该界面增加了氮化钛电极7和半导体铁氧化物9的薄层之间的接触电阻。灵敏度和信噪比则受到这样的界面的存在的影响。为了克服该缺点并且改善TiN/铁氧化物接触在接触开口10的层的质量，制造方法可以有利地包括通过半导体铁氧化物9的薄层的局部还原，形成与电极7接触的金属铁区14a的步骤。
如在图10中所表示的，局部还原随后在钝化层11已经在要被还原的区的层已经被去除之后进行。退火技术或者利用上述反应离子蚀刻(RIE)技术进行的离子轰击的技术可以被用于该局部化的还原。局部化的还原优选通过界定对应于接触开口10(图10)的蚀刻图案的掩模21通过RIE进行。被还原等离子体辐照的条件被界定，以便在其整个厚度上还原半导体铁氧化物9的薄层，使得因而获得的金属铁区在半导体铁氧化物9的薄层的厚度方向穿通(图11)。金属铁区14a，与电极7接触，进行电连接并且使得可以大幅度地减小电极7和半导体薄层9之间的接触电阻。
改变反应离子蚀刻的轰击条件，尤其通过增加离子的动能，局部化的还原还可以到达氮化钛TiN基电极7。氮化钛TiN基电极7则包括与半导体铁氧化物9的薄层的金属铁区14a接触的至少一金属钛Ti区。
根据未被示出的实施例，测辐射热探测器还可以包括可以被连接至例如CCD或者CMOS矩阵的像素矩阵栅格形式的多个测辐射热板12。与合适的成像系统一起，所述装置则构成红外相机。
测辐射热装置还可以通过对于硅所研发的微电子方法制造以集合的制造方式被集成为被称作单片电路的结构。
单片红外成像系统，在环境温度下工作，可以例如通过将像素矩阵栅格直接连接至CMOS或者CCD型多路电路而被生产。衬底2可以随后通过集成电路而被形成，该集成电路一方面包括刺激和读取装置并且另一方面包括多路器件，该多路器件使得能够将来自像素栅格阵列的信号可以被串行化并且被传输至比通常的成像系统所使用的数量上减小的输出。
制造测辐射热探测器的方法使测辐射热探测器可以被实现，在其结构中集成反射滤波器。在传统方式中，滤波器可以位于光学红外辐射路径上，在测辐射热探测器结构的上流。滤波器和测辐射热探测器则形成两个独立的元件。
根据在图12中所表示的具体实施例，制造测辐射热探测器的方法，如上文，顺序地包括悬浮于衬底2上方的膜1的形成；在整个膜1上的半导体铁氧化物9的薄层的沉积和半导体铁氧化物9的薄层的局部还原。利用上面描述的两个退火或反应离子蚀刻轰击技术之一，进行局部还原被以便同时或者顺续地形成几个金属铁区14b，几个金属铁区14b形成重复的相同的图案。这些金属铁区14b以周期的方式被布置，具有界定滤波器的共振频率的预定节距D。金属铁区14b可以具有各种形状，例如圆，正方或者十字形。金属铁区14b因而形成某波长的反射滤波器。金属铁区14b随后优选具有小于1×106S·m-1的传导率。图案的形状将界定滤波器的宽度。比要被反射的波长显著高或者低的波长由此被吸收。
如在图12中所表示的，几个测辐射热板12随后沿轴MN利用机械切割而获得，某些金属铁区14b则被分离为两个。切割MN的厚度必须足够小以便不干扰滤波器的工作。
根据在图13中所表示的另一具体实施例，制造测辐射热探测器的方法使得能够获得适用于太赫范围的电容结构的测辐射热探测器。太赫频段是微波的射电频率和红外的光频率之间的中间频率。吸收等于要被吸收的波长的平方λ2 初期，当测辐射热板12的表面比值λ2 初期显著地小时，波长不可以被测辐射热板12直接吸收。布置于衬底2上的天线15的系统结果通常被用于吸收具有被包含在该范围中的波长的电磁辐射。天线15优选具有等腰三角形的形状，等腰三角形具有平行底和与其底相对的顶点，顶点指向测辐射热探测器的中心。为了测量该辐射，电容耦合随后有利地在天线15的系统和测辐射热板12之间被制成。
电容耦合有利地通过两个导电金属铁区14c和两个布置于衬底2上的天线15而进行。两个金属铁区14优选还具有等腰三角形的形状，等腰三角形具有平行于天线的底的底和与其底相对的顶点19，顶点19指向测辐射热探测器的中心。两个金属铁区14通过由全部氧化的铁氧化物16形成的电绝缘和导热的区而相互电绝缘，该全部氧化铁氧化物16为三氧化二铁Fe2O3，例如γFe2O3或者赤铁矿α-Fe2O3。全部氧化的铁氧化物16的层绝缘两个金属铁区14c，以便避免短路。如下所述，天线15的顶点19通过电阻元件17被连接。
如在图17中所表示的，测辐射热探测器则包括悬浮于设置有两个天线15的衬底2的上方的膜1。由形成热敏电阻的半导体铁氧化物9的薄层覆盖的电阻元件17位于膜1上。电阻元件17被电介质18电绝缘，电介质18优选由SiN、SiO2、SiO或者ZnS制成。这样的层是导热的。两个金属铁区14c被布置于电阻元件17的各侧上并且通过接触被连接至电阻元件17，接触在穿过电介质薄层18的金属铁区14c的顶点19制成。由电磁辐射更具体地是太赫频率的两个天线15的吸收，引起在天线15的层的电荷的变化。该变化通过与导电金属铁区14c的电容耦合而被测量。由于该电容耦合的效应，电流随后在电阻元件17中流动并且引起该电阻元件17的加热。导热电介质层18和完全氧化的铁氧化物16的薄层是电绝缘和导热的，传输由电阻元件17发出的热量至半导体铁氧化物9的薄层。太赫频率的吸收因此引起半导体铁氧化物9的热敏薄层的电阻率的变化。
电极7，在图13中被表示，例如通过氮化钛TiN而被形成，使得能够测量半导体铁氧化物9的薄层的电阻的变化，并且经由锚定点4传输信号至存在于衬底2上的读取电路。在图13的具体实施例中，每个具有两个L形分支7a和7b的四个电极7，相对于测辐射热探测器的中心以对称的方式形成。各电极7包括第一分支7a，第一分支7a在半导体铁氧化物9的薄层的周边，该分支平行于天线15和金属铁区14c的底。第二分支7b相反不布置于半导体铁氧化物9的薄层的周边上。
根据图13至17的电容结构的测辐射热探测器的制造方法至少包括半导体铁氧化物9的薄层的局部还原和/或氧化的步骤以便改变半导体铁氧化物9的薄层的该部分的铁原子的氧化的程度。因而能够获得具有不同电和热传导性能的绝缘铁氧化物或者部分氧化的铁氧化物的铁的区。
更加具体地，所述方法包括设置以天线15的悬浮于衬底2的上方的膜1的形成。如在图14中所表示的，电阻元件17被沉积于电介质层6上并且被电介质薄层18所覆盖。两个开口20在电介质薄层18中被制造以便暴露电阻元件17的两个区。
如在图15中所表示的，半导体铁氧化物9的薄层利用任何已知的方法被沉积于电介质层6上并且在由电介质薄层18所覆盖的电阻元件17上。开口20被半导体铁氧化物9的薄层所填充。
两个导电金属铁区14c随后通过掩模22通过局部还原，利用前述的退火技术或者利用反应离子蚀刻技术(图16)获得的轰击而形成。各金属铁区14c通过在其顶点19的接触被连接至电阻元件17。金属铁区14c的位置被界定以便实现与天线的电容耦合。
如在图17中所示出的，全部氧化的铁氧化物16的薄层随后通过掩模23通过半导体铁氧化物9的薄层的局部氧化而形成，以便形成围绕两个金属铁区14c和电阻元件17的电绝缘和导热的区。局部氧化将两个金属铁区14c相互隔离并且避免短路。被氧化的区16则优选具有小于10-9S·m-1的传导率。
半导体铁氧化物9的薄层的局部氧化进入全部氧化的铁氧化物16的步骤可以通过在小于300℃的温度的退火而进行，或者有利地通过利用反应离子蚀刻(RIE)技术所获得的轰击，在至少一氧化核素的存在下进行，氧化核素例如氧气O2，二氧化碳CO2或者水H2O。全部氧化的铁氧化物16的层优选具有三氧化二铁Fe2O3基。
为了示例，在退火的情形中，在氧存在下的磁铁矿的氧化符合下列平衡：
在反应离子蚀刻的情形中，氧化等离子体是例如O2，CO2或者H2O。等离子体被激活以便形成自由基O·或OH·。OH·与磁铁矿反应从而形成绝缘三氧化二铁Fe2O3。
根据未被表示的替代实施例，制造方法可以包括半导体铁氧化物9的薄层的还原步骤以便形成金属铁区14c，跟随着因而获得的金属铁区14c的部分的氧化的步骤。Fe0氧化为Fe3+的步骤随后优选通过利用在氧化核素的存在下的反应离子蚀刻技术获得的轰击而进行。
根据未被表示的替代实施例，制造方法可以包括半导体铁氧化物9的薄层的局部氧化的步骤以便改变半导体铁氧化物9的薄层的该部分的铁原子的氧化物的程度。
氧化核素可以在氧化步骤中以稳定的形式引入或者原位合成。为了示例，对于通过在氢气存在下反应离子蚀刻的还原，取决于蚀刻条件，可以形成起源于质子和氧化物的氧之间的反应的水。因而原位形成的水可以随后构成后续氧化步骤的氧化核素。
铁基热敏电阻的使用，尤其具有由半导体铁氧化物9形成的基，使得当进行测辐射热探测器的制造方法时能够改变还原和氧化步骤，由此形成具有不同电和热传导性能的铁基区。该方法由此提供了测辐射热探测器的功能化和优化的大量的可能性。
前面描述的方法使得能够通过优化电极7和形成热敏电阻的半导体薄层9之间的接触而改善测辐射热探测器的性能，并且使得探测器对于各种应用被功能化，具体地对于太赫探测或者红外成像系统。所使用的技术，具体地在微电子工业中常见的反应离子蚀刻，有助于容易和廉价的工业集成。
Claims (13)
1.一种测辐射热探测器的制造方法，该测辐射热探测器配备有利用绝热臂(3)而悬浮于衬底(2)上方的膜(1)，该绝热臂(3)经由锚定点(4)固定于所述衬底(2)，所述膜(1)具有热敏半导体铁氧化物(9)的薄层，方法的特征在于，其至少包括所述半导体铁氧化物(9)的薄层的局部还原和/或氧化的步骤以便改变所述半导体铁氧化物(9)的薄层的一部分的铁原子的氧化的程度。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于半导体铁氧化物(9)的所述薄层的局部还原的步骤形成至少一金属铁区(14、14a、14b、14c)。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于还原是在还原气氛中，在小于300℃的温度进行的退火。
4.根据权利要求2的方法，其特征在于还原是在至少一还原核素或者惰性气体的存在下利用反应离子蚀刻技术获得的轰击。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于所述铁氧化物是至少部分尖晶石结构。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于所述半导体铁氧化物(9)的薄层的局部氧化的步骤形成完全氧化的铁氧化物(16)的薄层。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于所述完全氧化的铁氧化物(16)的薄层具有三氧化二铁Fe2O3基。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于所述局部氧化是在至少一氧化核素的存在下利用反应离子蚀刻技术获得的轰击。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于所述膜(1)包括至少一氮化钛TiN基电极(7)，所述方法包括通过所述半导体铁氧化物(9)的局部还原，形成与所述电极(7)接触的金属铁区(14a)，所述金属铁区(14a)在所述半导体铁氧化物(9)的薄层的厚度方向穿通所述半导体铁氧化物(9)的薄层。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于所述氮化钛基电极(7)包括金属钛区，所述金属钛区在所述局部还原期间形成并且与所述半导体铁氧化物(9)的薄层的金属铁区(14a)接触。
11.根据权利要求1的方法，其特征在于其包括通过所述半导体铁氧化物(9)的薄层的局部还原，形成几个金属铁区(14b)，几个金属铁区(14b)形成重复的相同的图案并且以周期方式以预定的节距(D)布置，所述金属铁区(14b)形成反射过滤器，使得能够探测对应于所述节距(D)的电磁辐射。
12.根据权利要求1的方法，其特征在于所述衬底(2)被提供以两个天线(15)和半导体铁氧化物(9)的所述薄层被提供以电阻元件(17)，所述方法顺序包括：
通过半导体铁氧化物(9)的所述薄层的局部还原，形成两个导电金属铁区(14c)，所述区(14c)电连接至所述电阻元件(17)并且与所述天线(15)形成电容耦合，和
通过半导体铁氧化物(9)的所述薄层的局部氧化，形成完全氧化的铁氧化物(16)的薄层，形成围绕所述两个金属铁区(14c)和电阻元件(17)的电绝缘和导热区。
13.根据权利要求1的方法，其特征在于其顺序包括：
在所述膜(1)上沉积半导体铁氧化物(9)的薄层，
通过掩模(13)局部还原半导体铁氧化物(9)的所述薄层，以便形成至少一金属铁区(14)，和
所述金属铁区(14)的选择性的化学蚀刻。
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