CN105424199B - 一种差分输出的红外探测器单元结构及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种差分输出的红外探测器单元结构及制造方法，通过在现有像元的具有负温度系数的负性敏感材料层结构基础上，增加具有正温度系数的正性敏感材料层，形成红外像元的双层复合结构，可在不增加像元面积的情况下，改善MEMS红外探测器的红外吸收效果，提高MEMS红外探测器的灵敏度；在负性敏感材料层和正性敏感材料层分别设置两个金属支撑柱结构，并通过绝缘隔离层将微桥结构与金属支撑柱结构进行固定，有效增强了微桥结构的机械强度及稳定性；此外，还可在外围读出电路设置差分敏感放大器电路，将红外探测器单元结构中的一些寄生效应所产生的噪声消除，从而得到更加灵敏且低噪声的MEMS红外探测器产品。

Description

一种差分输出的红外探测器单元结构及制造方法
技术领域
本发明涉及微电子机械系统(MEMS)技术领域，更具体地，涉及一种可与CMOS工艺兼容的差分输出的红外探测器单元结构及制造方法。
背景技术
微电子机械系统(MEMS)技术具有微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等诸多优点，故其已开始广泛应用在包括红外探测技术领域的诸多领域。
红外探测器是红外探测技术领域中应用非常广泛的一种MEMS产品，其一般是采用在CMOS电路上集成MEMS微桥结构，利用热敏电阻(通常为负温度系数的非晶硅或氧化矾)吸收红外线，且通过电路将其变化的信号转化成电信号放大输出，据此来实现热成像功能。
在现有的红外探测器的微桥结构中，微桥结构的桥面通常由具有负温度系数的负性敏感材料层和金属电极层组成，通过负性敏感材料层吸收红外线引起电阻的变化，并通过金属电极层连接微桥桥面两端的两个支撑柱，再经支撑柱电连接至外围读出电路，将负性敏感材料层变化的电阻信号转化成电信号放大输出，据此来实现热成像功能。
目前，在MEMS与CMOS之间的工艺兼容性正得到逐步解决的同时，如何不断减小MEMS红外探测器的像元结构尺寸，提高MEMS红外探测器的灵敏度，已成为当前红外探测器的主要发展方向。
现有的MEMS红外探测器由于采用了负温度系数的非晶硅或氧化矾作为热敏电阻来吸收红外线，而非晶硅的电阻温度系数为2-3％左右、氧化矾的电阻温度系数相对较高，为3-4％左右；经过工艺集成后，非晶硅或氧化矾的电阻温度系数将进一步变差，导致MEMS红外探测器的灵敏度也随之降低。
现有技术中，为了解决非晶硅或氧化矾的电阻温度系数在工艺集成后变差的问题，通常需要通过增大像元面积、即增大热敏电阻的面积，以保持MEMS红外探测器的灵敏度不受损失。但这种方法与MEMS红外探测器小型化、便携式的发展方向不相符合。
因此，如何在不增加像元面积的情况下，进一步提高MEMS红外探测器的灵敏度，已成为业界亟待解决的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种差分输出的红外探测器单元结构及制造方法，可在不增加像元面积的情况下提高MEMS红外探测器的灵敏度。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
根据本发明的一方面，本发明提供了一种差分输出的红外探测器单元结构，包括：
硅衬底,其包含红外探测器的读出电路；
金属反射层，设于硅衬底上，其具有金属反射图形和电连接图形；
介质层，位于金属反射层各图形之间，并与金属反射层的高度一致；
牺牲层和第一释放保护层，位于金属反射层和介质层上；
负性敏感材料层和金属电极层，位于第一释放保护层上，所述负性敏感材料层具有负温度系数；
刻蚀阻挡层，位于负性敏感材料层和金属电极层上；
隔离层，位于刻蚀阻挡层上，其提供绝缘保护；
正性敏感材料层，位于隔离层上，所述正性敏感材料层具有正温度系数，并与负性敏感材料层和金属电极层构成红外探测器单元的微桥结构；
第一-第四金属支撑柱，位于金属反射层和隔离层之间，其中，第一、第二金属支撑柱上端分别连接金属电极层，第三、第四金属支撑柱上端分别连接正性敏感材料层，各所述金属支撑柱下端通过电连接图形分别连接硅衬底中的读出电路；各所述金属支撑柱提供牺牲层释放后对微桥结构的支撑，以及与读出电路之间的电连接；
第二释放保护层，位于正性敏感材料层上，并将其包覆。
优选地，所述金属反射层材料为铝或铂；所述介质层材料为二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或其组合，或者掺有硼、磷、碳或氟等杂质元素的二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或其组合。
优选地，所述牺牲层材料为非晶硅或聚酰亚胺；所述第一、第二释放保护层材料为基于硅、氧、碳、氮成分的薄膜、富氧或富硅的二氧化硅薄膜、掺有硼、磷、碳或氟杂质元素且基于硅、氧、碳、氮成分的薄膜或富氧或富硅的二氧化硅薄膜中的一种或其组合。
优选地，所述负性敏感材料层材料为非晶硅、氧化矾或锗硅；所述金属电极层材料为钛、钽、上下层叠的氮化钛和钛以及上下层叠的钽和氮化钽之一或其组合；所述正性敏感材料层材料为铂、钛或钽、铬、镍、铁及其合金；各所述金属支撑柱材料为铝。
优选地，所述刻蚀阻挡层材料为氮化硅；所述隔离层材料为二氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种差分输出的红外探测器单元结构的制造方法，包括：
提供一硅衬底，所述硅衬底形成有读出电路；
在硅衬底上形成金属反射层并图形化，形成金属反射图形和电连接图形；
在金属反射层的图形之间填充介质层并实现介质层的平坦化；
在金属反射层和介质层上依次沉积牺牲层和第一释放保护层；
在第一释放保护层上依次沉积具有负温度系数的负性敏感材料层和金属电极层，并实现其图形化；
在金属电极层上沉积刻蚀阻挡层，并打开支撑孔刻蚀窗口；
刻蚀形成第一-第四支撑孔，停止在电连接图形；然后，沉积支撑孔金属，并实现其图形化，形成第一-第四金属支撑柱，其中，第一、第二金属支撑柱上端分别连接金属电极层；
沉积隔离层，并打开第三、第四金属支撑柱的电连接窗口；
在隔离层上沉积具有正温度系数的正性敏感材料层，与第三、第四金属支撑柱形成电连接，并实现其图形化；
在正性敏感材料层上沉积第二释放保护层，并打开释放窗口；
通过释放工艺进行牺牲层的释放，形成悬空的微桥结构。
优选地，所述金属反射层材料为铝或铂；所述介质层材料为二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或其组合，或者掺有硼、磷、碳或氟等杂质元素的二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或其组合。
优选地，所述牺牲层材料为非晶硅或聚酰亚胺；所述第一、第二释放保护层材料为基于硅、氧、碳、氮成分的薄膜、富氧或富硅的二氧化硅薄膜、掺有硼、磷、碳或氟杂质元素且基于硅、氧、碳、氮成分的薄膜或富氧或富硅的二氧化硅薄膜中的一种或其组合。
优选地，所述负性敏感材料层材料为非晶硅、氧化矾或锗硅；所述金属电极层材料为钛、钽、上下层叠的氮化钛和钛以及上下层叠的钽和氮化钽之一或其组合；所述正性敏感材料层材料为铂、钛或钽、铬、镍、铁及其合金；各所述金属支撑柱材料为铝。
优选地，所述刻蚀阻挡层材料为氮化硅；所述隔离层材料为二氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。
从上述技术方案可以看出，本发明通过在现有像元的具有负温度系数的负性敏感材料层结构基础上，增加具有正温度系数的正性敏感材料层，形成红外像元的双层复合结构，可在不增加像元面积的情况下，改善MEMS红外探测器的红外吸收效果，提高MEMS红外探测器的灵敏度；在负性敏感材料层和正性敏感材料层分别设置两个金属支撑柱结构，并通过绝缘隔离层将微桥结构与金属支撑柱结构进行固定，有效增强了微桥结构的机械强度及稳定性；此外，还可在外围读出电路设置差分敏感放大器电路，将红外探测器单元结构中的一些寄生效应所产生的噪声消除，从而得到更加灵敏且低噪声的MEMS红外探测器产品。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的一种差分输出的红外探测器单元结构示意图；
图2-图6是本发明一较佳实施例的一种差分输出的红外探测器单元结构的制造方法的工艺步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。
在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明一较佳实施例的一种差分输出的红外探测器单元结构示意图。如图1所示，本发明的一种差分输出的红外探测器单元结构，包括：硅衬底100、金属反射层103和104、介质层105、牺牲层106、第一释放保护层107、负性敏感材料层108、金属电极层109、刻蚀阻挡层110、隔离层115、正性敏感材料层116、第二释放保护层117，以及第一-第四金属支撑柱111-114。
请参阅图1。在硅衬底100中制作有红外探测器的读出电路(图略)，并制作有下层互连层101和下层通孔层102，用于电连接建立在硅衬底上的MEMS红外探测器微桥结构。
金属反射层103、104设于硅衬底100上，其具有金属反射图形103和电连接图形104。金属反射层通过金属反射图形103在探测器像元里面形成谐振腔结构，以利于红外线的反射吸收。作为可选的实施方式，金属反射层的材料可选用金属铝或铂等。
介质层105位于金属反射层的各金属反射图形103和电连接图形104之间，并与金属反射层的高度一致，以利于各上层材料沉积后保证较高的平坦度。作为可选的实施方式，介质层材料可选用二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或其组合，或者掺有硼、磷、碳或氟等杂质元素的二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或其组合。
牺牲层106和第一释放保护层107依次位于金属反射层103、104和介质层105上。牺牲层106用于在其释放后形成悬空的探测器微桥结构，并在释放前作为相关结构层的制作基础结构。第一(第二)释放保护层107用于在牺牲层106释放时对微桥结构的负性敏感材料层108、金属电极层109和正性敏感材料层116提供保护。作为可选的实施方式，牺牲层材料可选用非晶硅或聚酰亚胺(polymide)；(第一、第二)释放保护层材料可选用二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、碳化硅等基于硅、氧、碳、氮成分的薄膜，也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薄膜，也可为掺有硼、磷、碳或氟杂质元素的上述薄膜，例如氟硅玻璃(FSG)、硼硅玻璃(BPSG)或磷硅玻璃(PSG)等，以及上述材料所构成的复合膜层。
负性敏感材料层108和金属电极层109依次位于第一释放保护层107上，可根据需要形成相应的图形。所述负性敏感材料层具有负温度系数，例如可采用非晶硅、氧化矾或锗硅制作；所述金属电极层材料例如可采用钛、钽、上下层叠的氮化钛和钛以及上下层叠的钽和氮化钽之一或其组合。
刻蚀阻挡层110位于负性敏感材料层108和金属电极层109上，用于在后续刻蚀形成金属支撑柱时提供对微桥结构、特别是对负性敏感材料层108和金属电极层109的保护。所述刻蚀阻挡层材料优选为氮化硅。
隔离层115位于刻蚀阻挡层110上，其提供负性敏感材料层108、金属电极层109与正性敏感材料层116之间的电性绝缘保护。所述隔离层材料例如可采用二氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。
正性敏感材料层116位于隔离层115上，可根据需要形成相应的图形。所述正性敏感材料层具有正温度系数，例如可采用金属铂、钛或钽、铬、镍、铁及其合金制作。图形化的正性敏感材料层116与负性敏感材料层108和金属电极层109一起构成红外探测器单元的微桥结构。
第一-第四金属支撑柱111-114位于金属反射层103、104和隔离层115之间。其中，第一、第二金属支撑柱111、112上端分别连接金属电极层109，第三、第四金属支撑柱113、114上端分别连接正性敏感材料层116。各金属支撑柱111-114下端通过电连接图形104分别连接硅衬底100中的下层通孔层102和下层互连层101直至连接读出电路。所述金属支撑柱的材料优选为铝。金属支撑柱具有两个作用：一是提供牺牲层释放后对微桥结构的支撑，二是作为微桥结构(红外像元)与读出电路之间的电连接结构。第一-第四金属支撑柱111-114在平面上构成一四边形结构，并可通过隔离层115与微桥结构进行固定，从而相比现有的两个支撑柱形式，有效增强了微桥结构的机械强度及稳定性。
第二释放保护层117位于正性敏感材料层116上，并将其包覆，其与第一释放保护层107一起共同将微桥结构的负性敏感材料层108、金属电极层109与正性敏感材料层116包覆，提供牺牲层释放时的保护。
通过本发明上述的红外探测器单元结构，形成红外像元的双层复合结构，可在不增加像元面积的情况下，改善MEMS红外探测器的红外吸收效果，提高MEMS红外探测器的灵敏度。如果在外围读出电路设置差分敏感放大器电路，即可将红外探测器单元结构中的一些寄生效应所产生的噪声消除，从而得到更加灵敏且低噪声的MEMS红外探测器产品。
下面将结合具体实施方式，对本发明的一种差分输出的红外探测器单元结构的制造方法进行详细说明。
在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图2-图6，图2-图6是本发明一较佳实施例的一种差分输出的红外探测器单元结构的制造方法的工艺步骤示意图。如图2-图6所示，本发明的一种差分输出的红外探测器单元结构的制造方法，可用于制造上述的红外探测器单元结构(为便于参照，对应结构采用了相同的数字标记)，包括以下步骤：
请参阅图2。首先，利用一硅衬底100，并采用CMOS常规工艺在硅衬底100中形成读出电路(图略)，以及形成下层互连层101和下层通孔层102。
接着，可采用物理气相沉积(PVD)在硅衬底上形成金属反射层103和104，金属反射层的材料例如可为铝(Al)、铂(Pt)等；然后，可通过光刻、刻蚀等工艺，在金属反射层上刻出凹槽，形成金属反射层图形103和电连接图形104，从而在探测器像元里面形成谐振腔结构，以利于红外线的反射吸收。
接着，可采用化学气相淀积工艺(CVD)，在金属反射层各图形103、104之间的凹槽填充介质层105，以防止金属反射层图形之间的短路，然后，再通过化学机械抛光工艺，对介质层表面进行抛光，以实现介质层表面的平坦化，并与金属反射层相平齐。介质层材料可选用二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅之一或其组合，和/或掺有硼、磷、碳或氟等杂质元素的二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅之一或其组合。
接着，可采用涂敷或者其他CVD工艺，在金属反射层和介质层上沉积形成牺牲层106。例如，可通过涂敷工艺，在金属反射层和介质层上旋涂一层聚酰亚胺(polymide)，并干燥；或者，通过CVD工艺沉积形成非晶硅层牺牲层。然后，可采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺在牺牲层106上形成第一释放保护层107。
其中，当牺牲层为聚酰亚胺时，第一释放保护层可为二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、碳化硅等基于硅、氧、碳、氮等成分的薄膜，也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膜层，也可为掺有硼、磷、碳或氟等杂质元素的上述薄膜，例如氟硅玻璃(FSG)、硼硅玻璃(BPSG)或磷硅玻璃(PSG)等，以及上述材料所构成的复合膜层；当牺牲层为非晶硅时，第一释放保护层可为例如富氧或富硅的二氧化硅膜层，也可为掺有硼、磷、碳或氟等杂质元素且基于硅、氧、碳、氮等成分的薄膜，例如氟硅玻璃(FSG)、硼硅玻璃(BPSG)或磷硅玻璃(PSG)等。
接着，可采用物理气相沉积(PVD)工艺，在第一释放保护层107上依次沉积具有负温度系数的负性敏感材料层108，例如非晶硅、氧化矾或锗硅材料层，以及金属电极层109，例如钛、钽、上下层叠的氮化钛和钛以及上下层叠的钽和氮化钽之一或其组合材料层，并通过光刻、刻蚀工艺实现负性敏感材料层和金属电极层图形。金属电极层例如可采用插指形电极图形。
接着，在金属电极层上继续沉积刻蚀阻挡层110，例如氮化硅刻蚀阻挡层，以保护负性敏感材料层108和金属电极层109；并在图形化的同时，打开连接负性敏感材料层和金属电极层的第一、第二支撑孔的刻蚀窗口。
请参阅图3。接着，向下刻蚀形成第一-第四支撑孔，并停止在电连接图形(即金属反射层)。然后，在第一-第四支撑孔中沉积支撑孔金属，例如金属铝，并实现其图形化，形成第一-第四金属支撑柱111-114。其中，第一、第二金属支撑柱111、112上端分别连接金属电极层109。
请参阅图4。接着，可采用CVD工艺，在器件表面沉积隔离层115，例如为二氧化硅、氮氧化硅或氮化硅材料隔离层，并打开第三、第四金属支撑柱113、114的电连接窗口。
请参阅图5。接着，可采用物理气相沉积(PVD)工艺，在隔离层115上沉积具有正温度系数的正性敏感材料层116，例如铂、钛或钽、铬、镍、铁及其合金材料层，并通过光刻、刻蚀等工艺，实现其图形化，例如可为蛇形曲折的条形。正性敏感材料层116通过电连接窗口与第三、第四金属支撑柱113、114形成电连接。
请参阅图6。接着，可采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺，在正性敏感材料层116上再沉积第二释放保护层117，并打开释放窗口(图略)。第一、第二释放保护层107、117包围住正性敏感材料层116和负性敏感材料层108、金属电极层109，从而在进行牺牲层106释放工艺时，能够有效地对其进行保护；同时，在制造过程和使用过程中，也可隔离外界的污染和损伤，提高正、负性敏感材料层的可靠性；另外，也可以避免金属电极层图形间的短路。
同样地，当牺牲层为聚酰亚胺时，第二释放保护层可为二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、碳化硅等基于硅、氧、碳、氮等成分的薄膜，也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膜层，也可为掺有硼、磷、碳或氟等杂质元素的上述薄膜，例如氟硅玻璃(FSG)、硼硅玻璃(BPSG)或磷硅玻璃(PSG)等，以及上述材料所构成的复合膜层；当牺牲层为非晶硅时，第二释放保护层可为例如富氧或富硅的二氧化硅膜层，也可为掺有硼、磷、碳或氟等杂质元素且基于硅、氧、碳、氮等成分的薄膜，例如氟硅玻璃(FSG)、硼硅玻璃(BPSG)或磷硅玻璃(PSG)等。
最后，通过释放工艺进行牺牲层106的释放，例如，可采用二氟化氙作为释放气体，将暴露出来的非晶硅材料去除；或者，也可采用氧气作为释放气体，将聚酰亚胺牺牲层材料去除。从而形成红外探测器单元悬空的微桥结构。
此外，通过在外围读出电路制作形成差分敏感放大器电路，可将本例中形成的红外探测器单元结构中的一些寄生效应所产生的噪声消除，从而可得到更加灵敏且低噪声的MEMS红外探测器产品。
综上所述，本发明通过在现有像元的具有负温度系数的负性敏感材料层结构基础上，增加具有正温度系数的正性敏感材料层，形成红外像元的双层复合结构，可在不增加像元面积的情况下，改善MEMS红外探测器的红外吸收效果，提高MEMS红外探测器的灵敏度；在负性敏感材料层和正性敏感材料层分别设置两个金属支撑柱结构，并通过绝缘隔离层将微桥结构与金属支撑柱结构进行固定，有效增强了微桥结构的机械强度及稳定性；此外，还可在外围读出电路设置差分敏感放大器电路，将红外探测器单元结构中的一些寄生效应所产生的噪声消除，从而得到更加灵敏且低噪声的MEMS红外探测器产品。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种差分输出的红外探测器单元结构，其特征在于，包括：
硅衬底,其包含红外探测器的读出电路；
金属反射层，设于硅衬底上，其具有金属反射图形和电连接图形；
介质层，位于金属反射层各图形之间，并与金属反射层的高度一致；
牺牲层和第一释放保护层，位于金属反射层和介质层上；
负性敏感材料层和金属电极层，位于第一释放保护层上，所述负性敏感材料层具有负温度系数；
刻蚀阻挡层，位于负性敏感材料层和金属电极层上；
隔离层，位于刻蚀阻挡层上，其提供绝缘保护；
正性敏感材料层，位于隔离层上，所述正性敏感材料层具有正温度系数，并与负性敏感材料层和金属电极层构成红外探测器单元的微桥结构；
第一-第四金属支撑柱，位于金属反射层和隔离层之间，其中，第一、第二金属支撑柱上端分别连接金属电极层，第三、第四金属支撑柱上端分别连接正性敏感材料层，各所述金属支撑柱下端通过电连接图形分别连接硅衬底中的读出电路；各所述金属支撑柱提供牺牲层释放后对微桥结构的支撑，以及与读出电路之间的电连接；
第二释放保护层，位于正性敏感材料层上，并将其包覆。
2.根据权利要求1所述的差分输出的红外探测器单元结构，其特征在于，所述金属反射层材料为铝或铂；所述介质层材料为二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或其组合，或者掺有硼、磷、碳或氟杂质元素的二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或其组合。
3.根据权利要求1所述的差分输出的红外探测器单元结构，其特征在于，所述牺牲层材料为非晶硅或聚酰亚胺；所述第一、第二释放保护层材料为基于硅、氧、碳、氮成分的薄膜、富氧或富硅的二氧化硅薄膜、掺有硼、磷、碳或氟杂质元素且基于硅、氧、碳、氮成分的薄膜或富氧或富硅的二氧化硅薄膜中的一种或其组合。
4.根据权利要求1所述的差分输出的红外探测器单元结构，其特征在于，所述负性敏感材料层材料为非晶硅、氧化矾或锗硅；所述金属电极层材料为钛、钽、上下层叠的氮化钛和钛以及上下层叠的钽和氮化钽之一或其组合；所述正性敏感材料层材料为铂、钛或钽、铬、镍、铁及其合金；各所述金属支撑柱材料为铝。
5.根据权利要求1所述的差分输出的红外探测器单元结构，其特征在于，所述刻蚀阻挡层材料为氮化硅；所述隔离层材料为二氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。
6.一种差分输出的红外探测器单元结构的制造方法，其特征在于，包括：
提供一硅衬底，所述硅衬底形成有读出电路；
在硅衬底上形成金属反射层并图形化，形成金属反射图形和电连接图形；
在金属反射层的图形之间填充介质层并实现介质层的平坦化；
在金属反射层和介质层上依次沉积牺牲层和第一释放保护层；
在第一释放保护层上依次沉积具有负温度系数的负性敏感材料层和金属电极层，并实现其图形化；
在金属电极层上沉积刻蚀阻挡层，并打开支撑孔刻蚀窗口；
刻蚀形成第一-第四支撑孔，停止在电连接图形；然后，沉积支撑孔金属，并实现其图形化，形成第一-第四金属支撑柱，其中，第一、第二金属支撑柱上端分别连接金属电极层；
沉积隔离层，并打开第三、第四金属支撑柱的电连接窗口；
在隔离层上沉积具有正温度系数的正性敏感材料层，与第三、第四金属支撑柱形成电连接，并实现其图形化；
在正性敏感材料层上沉积第二释放保护层，并打开释放窗口；
通过释放工艺进行牺牲层的释放，形成悬空的微桥结构。
7.根据权利要求6所述的差分输出的红外探测器单元结构的制造方法，其特征在于，所述金属反射层材料为铝或铂；所述介质层材料为二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或其组合，或者掺有硼、磷、碳或氟杂质元素的二氧化硅、氮氧化硅、氮化硅和碳化硅或其组合。
8.根据权利要求6所述的差分输出的红外探测器单元结构的制造方法，其特征在于，所述牺牲层材料为非晶硅或聚酰亚胺；所述第一、第二释放保护层材料为基于硅、氧、碳、氮成分的薄膜、富氧或富硅的二氧化硅薄膜、掺有硼、磷、碳或氟杂质元素且基于硅、氧、碳、氮成分的薄膜或富氧或富硅的二氧化硅薄膜中的一种或其组合。
9.根据权利要求6所述的差分输出的红外探测器单元结构的制造方法，其特征在于，所述负性敏感材料层材料为非晶硅、氧化矾或锗硅；所述金属电极层材料为钛、钽、上下层叠的氮化钛和钛以及上下层叠的钽和氮化钽之一或其组合；所述正性敏感材料层材料为铂、钛或钽、铬、镍、铁及其合金；各所述金属支撑柱材料为铝。
10.根据权利要求6所述的差分输出的红外探测器单元结构的制造方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层材料为氮化硅；所述隔离层材料为二氧化硅、氮氧化硅或氮化硅。
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