CN108254082B - 一种二极管型非制冷红外探测器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二极管型非制冷红外探测器。该结构包括两大部分：非制冷红外探测器器件部分及非制冷红外探测器读出电路部分。其中非制冷红外探测器部分包括红外吸收层、红外热敏区、绝热悬空结构和电气连接线部分；本发明还公开了一种二极管型非制冷红外探测器的制备方法，包括以下步骤：A：制备非制冷红外探测器器件；B：将非制冷红外探测器器件倒置与非制冷红外探测器读出电路部分进行键合。通过键合的方式大幅度减小了非制冷红外探测器系统的尺寸过大问题，解决了常规单晶硅PN结温度特性的非制冷红外探测器制备过程中的非均匀性过低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及红外探测器技术领域，尤其涉及一种二极管型非制冷红外探测器及其制备方法。
背景技术
任何高于绝对零度的物体都会产生红外辐射。捕获、探测这些辐射能，就可以通过重新排列来自探测器的信号形成与景物辐射分布相同的热图像，再现景物各部分的辐射起伏和特征。目前各种红外探测技术的发展已经达到相当的程度，在军事、工业、医疗、科学研究以及执行特殊任务等领域有着极其广泛的应用。
探测器的发展，从单元到多元线列，从多元线列到焦平面阵列。目前，红外焦平面阵列主要分为制冷型和非制冷型两种，制冷型红外焦平面较典型的为HgCdTe红外探测器，但是其工艺复杂、成品率低、成本很高、集成度低，要获得大批量生产能力有相当的难度，而且生产过程中环境污染和职业病也是一个突出问题；另一种工作于长红外8-14μm波段的硅化铱(IrSi)探测器是采用成熟的集成电路制作工艺，成本较低性能较好，但其工作温度为55K，目前的冷却技术很难满足要求。
非制冷型红外成像仪由于不用制冷器，其可实现室温工作的低成本、高密度和低功耗的长波红外成像探测，可大大减少红外跟踪仪的重量、体积，并降低其成本，因而极具应用潜力。但其相比于制冷型红外焦平面阵列，像元尺寸比较大。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于单晶硅PN结温度特性的非制冷红外探测器及其制备方法。
(二)技术方案
一种二极管型非制冷红外探测器，包括：多个非制冷红外探测单元组成的阵列，所述每个非制冷红外探测单元包括：非制冷红外探测器器件，用于吸收红外辐射并将红外辐射转换为电信号并传输至非制冷红外探测器读出电路；非制冷红外探测器读出电路，用于接收所述电信号，并对电信号进行处理后输出，非制冷红外探测器读出电路与非制冷红外探测器器件以键合的方式组合，非制冷红外探测器器件键合在非制冷红外探测器读出电路上，并且键合后两者之间形成空腔。
在本发明一些示例性实施例中，所述非制冷红外探测器器件包括：红外吸收层，用于吸收红外辐射，并将吸收的红外辐射由光转换为热，完成光到热的转换；红外敏感区，形成于红外吸收层下方，用于将红外吸收层转换的热转换成为电信号，完成热到电的转换；悬臂梁，一端连接红外敏感区，另一端连接器件PAD，用于将红外敏感区的电信号传输至器件PAD；器件PAD，与非制冷红外探测器读出电路中的读出电路PAD连接，用于将所述电信号传输至非制冷红外探测器读出电路；所述红外吸收层、红外敏感区和悬臂梁均悬空于空腔上方，器件PAD位于空腔两侧。
在本发明一些示例性实施例中，非制冷红外探测器读出电路位于空腔下方，包括硅基底、读出电路PAD、读出电路和读出电路钝化层：读出电路PAD与器件PAD上下对应连接，用于接收器件PAD传输的电信号；读出电路对读出电路PAD接收的电信号进行处理并输出；读出电路钝化层位于读出电路上，用于保护读出电路并与非制冷红外探测器器件键合。
在本发明一些示例性实施例中，红外敏感区包括数个串联的单晶硅PN结，通过欧姆接触，连接金属导电层，金属导电层的电气连接线通过悬臂梁延伸至器件PAD，用于将红外敏感区电信号传输至器件PAD；所述金属导电层上方形成有器件钝化层，用于与非制冷红外探测器读出电路键合。
一种二极管型非制冷红外探测器制备方法，包括以下步骤：A：单独制备非制冷红外探测器器件与非制冷红外探测器读出电路部分；B：键合非制冷红外探测器器件与非制冷红外探测器读出电路形成完整的系统。
在本发明一些示例性实施例中，步骤A包括：A1：采用SOI硅片或者硅片氧化还原，纵向形成三层结构：底硅层、埋氧层和顶硅层；A2：在顶硅层制作单晶硅PN结；A3：在每一单晶硅PN结上形成电气连接线，在所述单晶硅PN结与所述电气连接线上形成器件钝化层。
在本发明一些示例性实施例中，所述单晶硅PN结为单晶硅p+/N-结，步骤A2包括以下子步骤：A211：在顶硅层上光刻形成硅岛；A212：N阱注入磷或者砷形成p+/N-结，并进行局部氧化隔离或浅槽隔离；A213：阳极注入硼，N+欧姆接触区重掺杂注入磷或砷形成欧姆接触；或者，所述单晶硅PN结为单晶硅N+/p-结，步骤A2包括以下步骤：A221：在顶硅层上光刻形成硅岛；A222：P阱注入硼形成N+/p-结，并进行局部氧化隔离或浅槽隔离；A223：阴极注入磷或砷，P+欧姆接触区重掺杂注入硼形成欧姆接触。
在本发明一些示例性实施例中，步骤B包括：B1：刻蚀非制冷红外探测器读出电路钝化层，形成凹槽；B2：将非制冷红外探测器器件部分倒置，将非制冷红外探测器的器件钝化层与非制冷红外探测器读出电路钝化层上表面进行键合；B3：去除非制冷红外探测器器件部分的底硅层；B4：从器件PAD区域的埋氧层向下刻蚀至读出电路PAD区域，形成深槽；B5：用导电金属填充上述深槽，并图形化；B6：刻蚀红外探测器器件结构中所述埋氧层和器件钝化层，形成悬空结构及空腔。
在本发明一些示例性实施例中，还包括步骤C：在非制冷红外探测器埋氧层上淀积多层用于增强红外线吸收的材料。
在本发明一些示例性实施例中，A31：刻蚀二氧化硅，形成第一层金属布线的接触孔；A32：溅射铝；A33：反刻，形成第一层金属布线；A34：低压化学气相淀积二氧化硅和氮化硅，形成钝化层。
(三)有益效果
本发明提供的基于单晶硅PN结温度特性的非制冷红外探测器及其制备方法，通过键合的方式大幅度减小了非制冷红外探测器系统的尺寸过大问题，解决了常规单晶硅PN结温度特性的非制冷红外探测器制备过程中的非均匀性过低的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的一种基于单晶硅PN结温度特性的非制冷红外探测器的结构示意图；
图2为实施例的图1中单个红外探测单元的剖面图示意图；
图3为实施例的图1中单个红外探测单元的俯视图示意图；
图4-图13为本发明实施例的一种基于单晶硅PN结温度特性的非制冷红外探测器制备方法的结构流程图；
图14-图16为本发明实施例的二极管型非制冷红外探测器制备方法流程图。
【附图说明】
1-红外吸收层；2-器件钝化层；3-PN结；4-PN结电气连接孔；5-红外敏感区；6-悬臂梁；7-电气连接线；8-隔离槽；9-连接孔；10-器件PAD；11-空腔；12-读出电路PAD；13-读出电路钝化层；14-读出电路；15-读出电路硅基底。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供了一种基于单晶硅PN结温度特性的非制冷红外探测器，包括：多个非制冷红外探测单元组成的阵列，所述每个非制冷红外探测单元包括：
非制冷红外探测器器件，用于吸收红外辐射并将红外辐射转换为电信号并传输至非制冷红外探测器读出电路；
非制冷红外探测器读出电路，用于接收所述电信号，并对电信号进行处理后输出；
非制冷红外探测器读出电路与非制冷红外探测器器件以键合的方式组合，将非制冷红外探测器器件倒置后通过键合工艺键合在非制冷红外探测器读出电路上，并且键合后两者之间形成空腔。
非制冷红外探测器器件包括：
红外吸收层，用于吸收红外辐射，并将吸收的红外辐射由光转换为热，完成光到热的转换；
红外敏感区，位于红外吸收层下方，用于将红外吸收层转换的热转换成为电信号，完成热到电的转换；
悬臂梁，一端连接红外敏感区，另一端连接器件PAD，用于将红外敏感区的电信号传输至器件PAD；
器件PAD，与非制冷红外探测器读出电路PAD连接，用于将所述电信号传输至非制冷红外探测器读出电路；
红外吸收层、红外敏感区和悬臂梁均悬空于空腔上方，器件PAD位于空腔两侧。
红外敏感区包括数个串联的单晶硅PN结，通过欧姆接触，连接金属导电层，金属导电层的电气连接线通过悬臂梁延伸至器件PAD，用于将红外敏感区电信号传输至器件PAD；所述金属导电层上方形成有器件钝化层，用于与非制冷红外探测器读出电路键合。
非制冷红外探测器读出电路位于空腔下方，包括硅基底、读出电路PAD、读出电路和读出电路钝化层：读出电路PAD与器件PAD上下对应连接，用于接收器件PAD传输的电信号并输出；读出电路对读出电路PAD接收的电信号进行处理；读出电路钝化层13覆盖在读出电路上，用于保护读出电路并与非制冷红外探测器器件键合。
如图1所示为非制冷红外探测器器件整体结构示意图，包括数个PN结非制冷红外探测单元构成的阵列，每一个非制冷红外探测单元如图2和图3所示。
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种基于单晶硅PN结温度特性的非制冷红外探测器，图2为单个红外探测单元的剖面图示意图，图3为单个红外探测单元的俯视图示意图，如图2和图3所示，每个红外探测单元由非制冷红外探测器器件和非制冷红外探测器读出电路两部分键合而成，非制冷红外探测器器件倒置后通过键合工艺键合在非制冷红外探测器读出电路上，且键合后两者之间围成空腔11，非制冷红外探测器器件与非制冷红外探测器读出电路通过空腔两侧的器件PAD区进行信号传输。
其中非制冷红外探测器包括红外吸收层1、红外敏感区5、悬臂梁和器件PAD区。
第一红外吸收层1形成于红外敏感区5上，用于吸收红外辐射，并将吸收的红外辐射由光转换为热，由SOI结构的埋氧层及其上所覆盖的增强红外吸收率的多层材料构成，多层材料包括SiN、SiO等，用于增强吸收层对红外线的吸收。
红外敏感区5用于将第一红外吸收层转换的热转换成为电信号，包括数个串联的单晶硅PN结3。第一红外吸收层1转换的热传导至红外敏感区引起温度的变化，PN结感受温度变化，在恒流的条件下二极管正向电压产生变化，完成一个由热到电信号的转换过程。单晶硅PN结3经沉积工艺沉积SiO2层、并利用刻蚀工艺对SiO2层进行刻蚀形成PN结电气连接孔4，通过电气连接孔引出电气连接线。经溅射工艺沉积Al层，并利用刻蚀工艺对Al层进行刻蚀形成电气连接线，作为第一金属导电层，用于输出电信号。在单晶硅PN结与电气连接线上沉积SiO2形成第一钝化层2。
第一红外吸收层1和红外敏感区5悬空于空腔上方，绝热悬臂梁6是绕第一红外吸收层1和红外敏感区5四周设置的1折-N折的回折结构，其一端连接第一红外吸收层1及红外敏感区5，另一端连接器件PAD区，红外敏感区的电气连接线通过绝热悬臂梁6延伸至器件PAD区，绝热悬臂梁6用于支撑第一红外吸收层1和红外敏感区5，并输出电信号至器件PAD区。绝热悬臂梁6包括由上至下层叠的第二红外吸收层、第二金属导电层和第二钝化层。第二红外吸收层包括埋氧层以及其它红外吸收材料，第二金属导电层同样是经溅射工艺沉积Al层并对Al层进行刻蚀形成的电气连接线7。红外敏感区通过绝热悬臂梁与红外探测单元外围的多层结构连接支撑。
器件PAD区连接悬臂梁的一端，用于连接非制冷红外探测器器件和非制冷红外探测器读出电路，接收红外敏感区通过电气连接线7输出的电信号，并将信号传输给非制冷红外探测器读出电路。
隔离槽8，当进行纵向底硅刻蚀时，用于保护红外敏感区中的敏感元件不受刻蚀的纵向阻挡层，并通过绝缘隔离槽8实现PN结3之间的电隔离。
非制冷红外探测器读出电路包括：读出电路PAD12、读出电路钝化层13、读出电路14和硅基底15。读出电路14形成于硅基底15上，读出电路钝化层13形成于硅基底15上并覆盖读出电路14，读出电路PAD12形成于硅基底15上并位于读出电路14的四周，与器件PAD上下位置对应，用于接收器件PAD传输的电信号并最终输出。读出电路14用于对器件输出的电信号进行放大以及处理。
非制冷红外探测器器件与非制冷红外探测器读出电路为SiO2-SiO2键合，非制冷红外探测器器件钝化层2和非制冷红外探测器读出电路钝化层13为键合层，器件PAD 10和读出电路PAD12组成非制冷红外探测器系统PAD区，非制冷红外探测器系统PAD区由上至下包括红外吸收层(包括埋氧层以及其它红外吸收材料)、金属导电层、非制冷红外探测器器件钝化层2、非制冷红外探测器读出电路钝化层13，在这些结构上刻蚀并填充Al等导电金属形成连接孔9。
空腔11用于非制冷红外探测器悬空器件结构，使其得到良好的绝热性，由连接孔9、器件钝化层2和电路钝化层13围成。
本发明第二实施例提供一种二极管型非制冷红外探测器制备方法，采用SOI硅片或者硅片氧化还原，纵向形成三层结构，底硅层、埋氧层和顶硅层，在顶硅层制作PN结并形成串联红外探测单元结构，布线后再形成钝化层；键合非制冷红外探测器器件及非制冷红外探测器读出电路，刻蚀非制冷红外探测器器件PAD至非制冷红外探测器读出电路PAD部分，通过连接孔填充Al等导电金属完成器件和电路的连接，刻蚀非制冷红外探测器器件部分，去除底硅层至埋氧层，刻蚀形成悬空的绝热悬臂梁结构和空腔；最后在非制冷红外探测器埋氧层上淀积多层其他材料如SiN、SiO增强吸收层对红外线的吸收，形成一种非制冷红外探测器系统的新结构。
图4至图13为本发明实施例的二极管型非制冷红外探测器制备方法的结构流程图，其中图14至图16为本发明实施例的二极管型非制冷红外探测器制备方法流程图，如图4～图16所示，其中包括以下步骤：
A：制备非制冷红外探测器器件部分。
采用SOI硅片或者硅片氧化还原，如图4所示，硅片纵向形成三层结构，底硅层、埋氧层和顶硅层，在顶硅层制作PN结并形成串联红外探测单元结构；在每一红外探测单元形成电气连接布线后形成钝化层。包括以下子步骤：
A1：采用SOI硅片或者硅片氧化还原，形成层叠的三层结构，底硅层、埋氧层和顶硅层。
A2：制作单晶硅PN结。
所述单晶硅PN结为单晶硅p+/N-结或单晶硅N+/p-结；
A3：在PN结上及周围区域形成电气连接线，在所述单晶硅PN结与所述电气连接线上形成钝化层；
如果所述单晶硅PN结为单晶硅p+/N-结，步骤A2包括以下子步骤：
A211、利用光刻工艺对顶硅层进行刻蚀，形成硅岛，如图5所示；
A212、N阱注入磷或者砷形成p+/N-结，并进行局部氧化隔离或浅槽隔离，如图6所示；
A213、阳极注入硼，N+欧姆接触区重掺杂注入磷或砷形成欧姆接触，如图7所示；
如果所述单晶硅PN结为单晶硅N+/p-结，步骤A2包括以下子步骤
A221、利用光刻工艺对顶硅层进行刻蚀形成硅岛；
A222、P阱注入硼形成N+/p-结，并进行局部氧化隔离或浅槽隔离；
A223、阴极注入磷或砷，P+欧姆接触区重掺杂注入硼形成欧姆接触；
所述步骤A213或步骤A223中，局部氧化隔离包括以下步骤：
(1)、表面热氧化生长一层二氧化硅薄膜；
(2)、低压化学气相淀积氮化硅；
(3)、反应离子刻蚀氮化硅、二氧化硅薄膜、60％厚度的顶硅层；
(4)、局部热氧化；
(5)、用磷酸溶液漂去步骤(2)所淀积的氮化硅；
步骤A213或步骤A223中，浅槽隔离包括以下步骤：
(1)、低压化学气相淀积或表面热氧化生长一层二氧化硅薄膜；
(2)、低压化学气相淀积氮化硅；
(3)、反应离子刻蚀氮化硅、二氧化硅薄膜、顶硅层至埋氧层；
(4)、在曝露隔离沟槽的侧壁上表面热氧化生长一层二氧化硅薄膜；
(5)、低压化学气相淀积二氧化硅填充浅槽；
(6)、化学机械抛光；
(7)、用磷酸溶液漂去步骤(2)所淀积的氮化硅；
所述步骤A3：在每一红外探测单元中形成电气连接布线，在所述单晶硅PN结与所述电气连接线上形成钝化层，包括以下步骤：
A31、如图8所示，刻蚀二氧化硅，形成第一层金属布线的接触孔；
A32、溅射铝；
A33、如图9所示，反刻，形成第一层金属布线；
A34、低压化学气相淀积二氧化硅和氮化硅，形成钝化层。
B：键合非制冷红外探测器器件部分与非制冷红外探测器读出电路部分：
如图10所示为非制冷红外探测器读出电路部分，包括读出电路、读出电路PAD、读出电路钝化层、硅基底，刻蚀非制冷红外探测器读出电路钝化层形成凹槽；键合非制冷红外探测器器件部分及非制冷红外探测器读出电路部分，刻蚀非制冷红外探测器器件PAD至非制冷红外探测器读出电路PAD，通过连接孔填充AL等导电金属完成器件和电路的电气连接；具体包括以下步骤：
B1：刻蚀非制冷红外探测器读出电路钝化层，形成凹槽，如图11所不；
B2：将非制冷红外探测器器件倒置，非制冷红外探测器器件钝化层及非制冷红外探测器读出电路钝化层上表面进行键合，如图12所示；
键合面可以是SiO2-SiO2，倒置非制冷红外探测器器件，钝化层朝下与非制冷红外探测器读出电路钝化层键合，键合前进行CMP(化学机械抛光)，表面粗糙度Ra小于1nm之后进行键合；
B3：去除SOI片的底硅层。具体可以使用CMP及刻蚀相结合的方法；
B4：从背面刻蚀非制冷红外探测器器件PAD区域到非制冷红外探测器读出电路PAD区域。具体包括：反应离子刻蚀埋氧层、金属导电层、非制冷红外探测器器件钝化层、非制冷红外探测器电路钝化层、直至非制冷红外探测器读出电路PAD的金属导电层截止，形成刻蚀孔；刻蚀横向不能超出PAD的范围；
B5：用Al等导电金属通过淀积的方式填充上述步骤中刻蚀形成的深槽，并图形化。包括；(1)溅射铝；(2)反刻，形成金属布线；
B6：刻蚀器件PAD区与PN结之间区域的埋氧层形成绝热的悬臂梁结构及空腔，如图13所示。
C：在非制冷红外探测器埋氧层淀积多层其他材料如SiN、SiO增强吸收层对红外线的吸收。
上述实施例可以看出，本发明提供的基于单晶硅PN结温度特性的非制冷红外探测器系统及其制备方法，通过键合的方式大幅度减小了非制冷红外探测器系统的尺寸过大问题，解决了常规单晶硅PN结温度特性的非制冷红外探测器制备过程中的非均匀性过低的问题。
还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本发明实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面发明的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种二极管型非制冷红外探测器，包括：多个非制冷红外探测单元组成的阵列，所述每个非制冷红外探测单元包括：
非制冷红外探测器器件，用于吸收红外辐射，将红外辐射转换为电信号并传输至非制冷红外探测器读出电路；
非制冷红外探测器读出电路，用于接收所述电信号，并对电信号进行处理后输出；
所述非制冷红外探测器器件键合在非制冷红外探测器读出电路上，两者之间形成有连接孔，通过所述连接孔中填充的导电金属连接，并且键合后两者之间形成空腔。
2.如权利要求1所述的二极管型非制冷红外探测器单元，其中，所述非制冷红外探测器器件包括：
红外吸收层，用于吸收红外辐射，并将吸收的红外辐射由光转换为热，完成光到热的转换；
红外敏感区，用于将红外吸收层转换的热转换成为电信号，完成热到电的转换；
悬臂梁，一端连接红外敏感区，另一端连接器件PAD，用于将红外敏感区的电信号传输至器件PAD；
器件PAD，与非制冷红外探测器读出电路PAD连接，用于将所述电信号传输至非制冷红外探测器读出电路；
所述红外吸收层、红外敏感区和悬臂梁均悬空于空腔上方，器件PAD位于空腔两侧。
3.如权利要求2所述的二极管型非制冷红外探测器单元，其中，所述非制冷红外探测器读出电路包括：硅基底、读出电路PAD、读出电路和读出电路钝化层；
所述读出电路PAD与器件PAD上下对应连接，用于接收器件PAD传输的电信号；
所述读出电路对读出电路PAD接收的电信号进行处理并输出；
所述读出电路钝化层形成于读出电路上，用于保护读出电路并与非制冷红外探测器器件进行键合。
4.如权利要求2或3所述的二极管型非制冷红外探测器单元，其中，
所述红外敏感区包括数个串联的单晶硅PN结，在单晶硅PN结上形成有电气连接线，所述电气连接线通过悬臂梁延伸至器件PAD，用于将红外敏感区电信号传输至器件PAD；
所述电气连接线和单晶硅PN结上形成有器件钝化层，用于与非制冷红外探测器读出电路进行键合。
5.一种二极管型非制冷红外探测器制备方法，包括以下步骤：
A：单独制备非制冷红外探测器器件与非制冷红外探测器读出电路部分；其中，所述制备非制冷红外探测器器件包括：
A1：采用SOI硅片或者硅片氧化还原，纵向形成三层结构：底硅层、埋氧层和顶硅层；
A2：在顶硅层制作单晶硅PN结；
A3：在每一单晶硅PN结上形成电气连接线，在所述单晶硅PN结与所述电气连接线上形成器件钝化层；
B：键合非制冷红外探测器器件与非制冷红外探测器读出电路，在两者之间制作连接孔，在所述连接孔中填充的导电金属，形成完整的系统。
6.如权利要求5所述的二极管型非制冷红外探测器制备方法，其中，
所述单晶硅PN结为单晶硅p+/N-结，步骤A2包括以下子步骤：
A211：在顶硅层上光刻形成硅岛；
A212：N阱注入磷或者砷形成p+/N-结，并进行局部氧化隔离或浅槽隔离；
A213：阳极注入硼，N+欧姆接触区重掺杂注入磷或砷形成欧姆接触；或者，
所述单晶硅PN结为单晶硅N+/p-结，步骤A2包括以下步骤：
A221：在顶硅层上光刻形成硅岛；
A222：P阱注入硼形成N+/p-结，并进行局部氧化隔离或浅槽隔离；
A223：阴极注入磷或砷，P+欧姆接触区重掺杂注入硼形成欧姆接触。
7.如权利要求5所述的二极管型非制冷红外探测器制备方法，其中，
步骤B包括：
B1：刻蚀非制冷红外探测器读出电路钝化层，形成凹槽；
B2：将非制冷红外探测器器件部分倒置，将非制冷红外探测器的器件钝化层与非制冷红外探测器读出电路钝化层上表面进行键合；
B3：去除非制冷红外探测器器件部分的底硅层；
B4：从器件PAD区域的埋氧层向下刻蚀至读出电路PAD区域，形成深槽；
B5：用导电金属填充上述深槽，并图形化；
B6：刻蚀红外探测器器件结构中所述埋氧层和器件钝化层，形成悬空结构及空腔。
8.如权利要求7所述的二极管型非制冷红外探测器制备方法，其中，还包括步骤C：
在非制冷红外探测器埋氧层上淀积多层用于增强红外线吸收的材料。
9.如权利要求6所述的二极管型非制冷红外探测器制备方法，其中，
A31：刻蚀二氧化硅，形成第一层金属布线的接触孔；
A32：溅射铝；
A33：反刻，形成第一层金属布线；
A34：低压化学气相淀积二氧化硅和氮化硅，形成钝化层。
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