CN113932927B - 基于cmos工艺的红外探测器的制备方法及红外探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法及红外探测器，制备方法包括采用CMOS工艺制备CMOS测量电路系统和CMOS红外传感结构；制备CMOS红外传感结构包括采用RDL工艺在CMOS测量电路系统的顶层金属上制备第一金属互连层或者以CMOS测量电路系统的顶层金属作为第一金属互连层；在第一互连柱上方沉积第三金属互连层以形成梁结构；沉积第五金属互连层和第二介质层以形成吸收板。通过本发明的技术方案，解决了传统MEMS工艺红外探测器的性能低，像素规模低，良率低以及一致性差的问题，优化了红外探测器的性能。

Description

基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法及红外探测器

技术领域

本发明涉及红外探测技术领域，尤其涉及一种基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法及红外探测器。

背景技术

监控市场、车辅市场、家居市场、智能制造市场以及手机应用等领域都对非制冷高性能的芯片有着强烈的需求，且对芯片性能的好坏、性能的一致性以及产品的价格都有一定的要求，每年预计有亿颗以上芯片的潜在需求，而目前的工艺方案和架构无法满足市场需求。

目前红外探测器采用的是测量电路和红外传感结构结合的方式，测量电路采用CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺制备，而红外传感结构采用MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械系统)工艺制备，导致存在如下问题：

(1)红外传感结构采用MEMS工艺制备，以聚酰亚胺作为牺牲层，与CMOS工艺不兼容。

(2)聚酰亚胺作为牺牲层，存在释放不干净影响探测器芯片真空度的问题，还会使后续薄膜生长温度受限制，不利于材料的选择。

(3)聚酰亚胺会造成谐振腔高度不一致，工作主波长难以保证。

(4)MEMS工艺制程的控制远差于CMOS工艺，芯片的性能一致性和探测性能都会受到制约。

(5)MEMS产能低，良率低，成本高，不能实现大规模批量生产。

(6)MEMS现有的工艺能力不足以支撑更高性能的探测器制备，也不足以支撑更小的线宽以及更薄的膜厚，不利于实现芯片的小型化。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法及红外探测器，解决了传统MEMS工艺红外探测器的性能低，像素规模低，良率低以及一致性差的问题，优化了红外探测器的性能。

第一方面，本发明提供了一种基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，包括：

提供衬底；

采用CMOS工艺在所述衬底上制备CMOS测量电路系统；

采用CMOS工艺在所述CMOS测量电路系统上直接制备CMOS红外传感结构；

其中，采用CMOS工艺在所述CMOS测量电路系统上直接制备CMOS红外传感结构，包括：

步骤1，采用RDL工艺在所述CMOS测量电路系统的顶层金属上制备第一金属互连层；或者，以所述CMOS测量电路系统的顶层金属作为第一金属互连层；其中，所述第一金属互连层为反射层；

步骤2，沉积第一介质层；其中，所述第一介质层为密闭释放隔绝层；

步骤3，在所述第一介质层上沉积第二金属互连层，并刻蚀所述第二金属互连层以形成第一互连柱；

步骤4，沉积形成第一牺牲层；

步骤5，在所述第一互连柱上方沉积第三金属互连层，并刻蚀所述第三金属互连层成第一图形化电极结构，以形成梁结构；

步骤6，沉积第四金属互连层，并刻蚀所述第四金属互连层以形成第二互连柱；

步骤7，沉积形成第二牺牲层；

步骤8，沉积第五金属互连层和第二介质层，并刻蚀所述第五金属互连层成第二图形化电极结构，以形成吸收板；其中，所述第二介质层为热敏感介质层。

第二方面，本发明实施例还提供了一种红外探测器，采用如第一方面所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法制备形成，红外探测器包括：

所述CMOS测量电路系统和所述CMOS红外传感结构；

所述CMOS测量电路系统上方包括至少一层所述密闭释放隔绝层；

所述CMOS红外传感结构的CMOS制作工艺包括金属互连工艺、通孔工艺、IMD工艺以及RDL工艺，所述CMOS红外传感结构包括至少三层金属互连层、至少四层介质层和多个互连通孔，所述金属互连层至少包括反射层和两层电极层，所述介质层至少包括一层所述密闭释放隔绝层、两层牺牲层和热敏感介质层；其中，所述热敏感介质层用于将其吸收的红外辐射对应的温度变化转化为电阻变化，进而通过所述CMOS测量电路系统将红外目标信号转化成可实现电读出的信号；

所述CMOS红外传感结构包括由所述反射层和所述热敏感介质层构成的谐振腔以及控制热传递的悬空微桥结构，所述悬空微桥结构包括至少一层所述梁结构和至少一层所述吸收板，所述梁结构位于所述吸收板临近或者远离所述CMOS测量电路系统的一侧；

所述反射层和所述梁结构之间设置有所述第一互连柱且所述第一互连柱直接电连接所述反射层中的支撑底座和对应的所述梁结构，所述梁结构通过所述第一互连柱和所述支撑底座与所述CMOS测量电路系统电连接；

所述吸收板与所述梁结构之间设置有所述第二互连柱且所述第二互连柱直接电连接对应的所述吸收板和对应的所述梁结构，所述吸收板用于将红外信号转换为电信号并通过所述第二互连柱和对应的所述梁结构与对应的所述第一互连柱电连接。

本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明实施例利用CMOS工艺实现了CMOS测量电路系统和CMOS红外传感结构在CMOS生产线上一体化制备，相较于MEMS工艺，CMOS不存在工艺兼容问题，解决了MEMS工艺面临的技术难点，采用CMOS工艺产线工艺制备红外探测器也可以减小运输成本，减少运输等问题造成的风险；一体化CMOS工艺制备的红外探测器可实现芯片高良品率、低成本、高产能且大规模集成化生产的目标，为红外探测器提供更广阔的应用市场；基于CMOS工艺的红外探测器可以使红外探测器实现更小的尺寸和更薄的膜厚，使得红外探测器占空比更大、热导更低、热容更小，从而使得红外探测器的探测灵敏度更高、探测距离更远以及探测性能更好；基于CMOS工艺的红外探测器，可以使探测器像元尺寸更小，实现相同阵列像素下更小的芯片面积，更利于实现芯片小型化；基于CMOS工艺的红外探测器，工艺产线成熟，工艺控制精度更高，可以更好地达到设计要求，产品的一致性更好，更利于电路调整性能，更利于产业化批量生产。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种红外探测器像元的立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种CMOS红外传感结构的制备方法的流程示意图；

图4a-4e为本发明实施例提供的一种第一金属互连层的制备过程对应的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种第一金属互连层的制备过程对应的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种第一介质层的制备过程对应的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种第一介质层的制备过程对应的结构示意图；

图8a-8b为本发明实施例提供的另一种第一介质层的制备过程对应的结构示意图；

图9a-9c为本发明实施例提供的一种第一互连柱的制备过程对应的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种第一牺牲层的制备过程对应的结构示意图；

图11a-11c为本发明实施例提供的另一种第一牺牲层的制备过程对应的结构示意图；

图12a-12b为本发明实施例提供的另一种第一互连柱的制备过程对应的结构示意图；

图13a-13c为本发明实施例提供的一种梁结构的制备过程对应的结构示意图；

图14a-14c为本发明实施例提供的一种第二互连柱的制备过程对应的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的一种第二牺牲层的制备过程对应的结构示意图；

图16a-16c为本发明实施例提供的另一种第二牺牲层的制备过程对应的结构示意图；

图17a-17b为本发明实施例提供的一种吸收板的制备过程对应的结构示意图；

图18a-18b为本发明实施例提供的另一种吸收板的制备过程对应的结构示意图；

图19a-19d为本发明实施例提供的另一种吸收板的制备过程对应的结构示意图；

图20为本发明实施例提供的另一种吸收板的制备过程对应的结构示意图；

图21为本发明实施例提供的一种红外探测器像元的剖面结构示意图；

图22为本发明实施例提供的另一种红外探测器像元的剖面结构示意图；

图23为本发明实施例提供的另一种红外探测器像元的剖面结构示意图；

图24为本发明实施例提供的另一种红外探测器像元的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本发明实施例提供的一种基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法的流程示意图。基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法可以应用在需要对红外探测器进行制备的应用场景。如图1所示，基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法包括：

S101、提供衬底。

示例性地，衬底可以为硅衬底。

S102、采用CMOS工艺在衬底上制备CMOS测量电路系统。

图2为本发明实施例提供的一种红外探测器像元的立体结构示意图。如图2所示，采用CMOS工艺在衬底(图2中未示出)上制备CMOS测量电路系统1，CMOS测量电路系统1可以包括晶体管、电阻以及电容等元器件。

在一些实施例中，采用CMOS工艺在衬底上制备CMOS测量电路系统1可以采用氧化工艺、沉积工艺和掺杂工艺制备CMOS测量电路系统1中的工艺层，采用光刻工艺定位区间以将数字化图形转移至CMOS测量电路系统1，采用刻蚀工艺去除CMOS测量电路系统1中设定区域的材料。

具体地，氧化工艺是指在高温、氧或水汽气氛条件下，硅衬底被氧化生长CMOS测量电路系统1中所需厚度的氧化硅薄膜。沉积工艺是指采用CVD(Chemical VaporDeposition，化学气相沉积)工艺或者PVD(Physical Vapor Deposition，物理气相沉积)工艺的方法生长CMOS测量电路系统1中的金属层或介质材料层，例如可以采用LPCVD(LowPressure Chemical Vapor Deposition，低压力化学气相沉积)或者PECVD(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)等工艺生长CMOS测量电路系统1中的氧化硅膜层或氮化硅膜层，采用蒸镀、溅射或者离子镀膜等工艺制备铝、钛或镍等金属薄膜。掺杂工艺可以是采用扩散掺杂工艺或离子注入掺杂工艺在CMOS测量电路系统1中硅衬底的选择区域掺入定量其它元素，以改变半导体的导电类型、电阻率或形成PN结。

光刻工艺用于在晶圆表面上和晶圆内部定位区间，以产生需要的图形和尺寸,以实现将数字化图形转移到晶圆上，即转移至CMOS测量电路系统1。刻蚀工艺包含湿法刻蚀工艺和干法刻蚀工艺，可以根据待刻蚀的介质层和金属层的厚度，采用合适的方法以及合适的刻蚀液或刻蚀气体进行表面均匀移除或选择性部分去除，即可以采用刻蚀工艺去除CMOS测量电路系统1中设定区域的材料。需要说明的是，本发明实施例对具体刻蚀工艺不作具体限定，可以根据待刻蚀的薄膜材料选择匹配的刻蚀工艺。

S103、采用CMOS工艺在CMOS测量电路系统上直接制备CMOS红外传感结构。

具体地，红外探测器包括多个阵列排布的红外探测器像元，如图2所示，基于CMOS工艺的红外探测器像元包括CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2，采用CMOS工艺在CMOS测量电路系统1上直接制备CMOS红外传感结构2，即CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2均使用CMOS工艺制备。

具体地，CMOS红外传感结构2用于将外部红外信号转换为电信号并传输至CMOS测量电路系统1，CMOS测量电路系统1根据接收到的电信号反映出对应红外信号的温度信息，实现红外探测器的温度检测功能。设置CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2均使用CMOS工艺制备，在CMOS测量电路系统1上直接制备CMOS红外传感结构2，即先采用CMOS工艺制备CMOS测量电路系统1，再利用CMOS生产线以及该生产线兼容的各项工艺的参数，利用CMOS工艺连续制备CMOS红外传感结构2。

由此，本发明实施例利用CMOS工艺实现了CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2在CMOS生产线上一体化制备，相较于MEMS工艺，CMOS不存在工艺兼容问题，解决了MEMS工艺面临的技术难点，采用CMOS产线工艺制备红外探测器也可以减小运输成本，减少运输等问题造成的风险；一体化CMOS工艺制备的红外探测器可实现芯片高良品率、低成本、高产能且大规模集成化生产的目标，为红外探测器提供更广阔的应用市场；基于CMOS工艺的红外探测器可以使红外探测器实现更小的尺寸和更薄的膜厚，使得红外探测器占空比更大、热导更低、热容更小，从而使得红外探测器的探测灵敏度更高、探测距离更远以及探测性能更好；基于CMOS工艺的红外探测器，可以使探测器像元尺寸更小，实现相同阵列像素下更小的芯片面积，更利于实现芯片小型化；基于CMOS工艺的红外探测器，工艺产线成熟，工艺控制精度更高，可以更好地达到设计要求，产品的一致性更好，更利于电路调整性能，更利于产业化批量生产。

图3为本发明实施例提供的一种CMOS红外传感结构的制备方法的流程示意图。CMOS红外传感结构的制备方法可以应用在需要对红外探测器中的CMOS红外传感结构进行制备的应用场景。如图3所示，CMOS红外传感结构的制备方法，即采用CMOS工艺在CMOS测量电路系统上直接制备CMOS红外传感结构，包括：

S1、采用RDL工艺在CMOS测量电路系统的顶层金属上制备第一金属互连层；或者，以CMOS测量电路系统的顶层金属作为第一金属互连层；其中，第一金属互连层为反射层。

图4a-4e为本发明实施例提供的一种第一金属互连层的制备过程对应的结构示意图。如图4a-4e所示，可以采用RDL工艺在CMOS测量电路系统1的顶层金属3上制备第一金属互连层4，RDL工艺即重布线层工艺，具体是指在电路顶层金属3的上方重新布一层金属且与电路顶层金属3有金属柱，例如钨柱或铜柱电连接，采用RDL工艺可以在CMOS测量电路系统1的顶层金属3上制备红外探测器中的反射层，反射层中的反射板41用于反射红外线，反射层中的支撑底座42与CMOS测量电路系统1的顶层金属3电连接。

采用RDL工艺在CMOS测量电路系统1的顶层金属3上制备第一金属互连层4，可以如图4a所示，先在CMOS测量电路系统1上沉积第一绝缘层13，并采用CMP(ChemicalMechanical Polishing，化学机械抛光)工艺处理第一绝缘层13的表面，以使第一绝缘层13的上表面平坦化，以优化后续形成膜层的平坦化程度。

如图4b所示，在平坦化后的第一绝缘层13上刻蚀通孔14，示例性地，可以在第一绝缘层13上刻蚀多个通孔14，最终形成的第一金属互连层4，即反射层包括支撑底座42，支撑底座42需要与CMOS测量电路系统1内对应的金属结构电连接，因此如图4b所示，可以对应需与支撑底座42电连接的CMOS测量电路系统1中的金属结构所在位置刻蚀多个通孔14。

采用PVD工艺沉积金属钨以填充通孔14，或者采用电镀ECP(ElectrochemicalPlating，电化学镀膜)工艺沉积金属铜以填充通孔14。在一些实施例中，如图4c所示，也可以在沉积金属填充通孔14之前，先在通孔14中沉积一层黏附层141，构成黏附层141的材料可以包括钛、氮化钛、钽或氮化钽中的至少一种，如图4d所示，然后采用PVD工艺沉积金属钨以填充通孔14以形成金属柱142。示例性地，最终形成的黏附层141可以如图4c所示覆盖整个红外探测器像元区域，最终形成的黏附层141也可以如图4d所示仅覆盖第一通孔14的底部和侧壁。

具体地，黏附层141可以增强通孔14内的金属柱142与CMOS测量电路系统1之间的连接性能，包括增强器机械连接性能，提升结构稳定性，也包括增强器电学连接性能，减小接触电阻，减少电信号传输过程中的损耗，提升了红外探测器的红外探测性能。另外，通过设置黏附层141还包围通孔14内的金属柱142，可增大黏附层141与通孔14内的金属柱142的接触面积，相当于扩宽了电信号的传输通道，减小了通孔14内金属柱142的传输电阻，从而进一步减少了电信号传输损耗，提升了红外探测器的红外探测性能。

如图4d所示，然后采用PVD工艺沉积金属钨以填充通孔14以形成金属柱142后，采用CMP工艺处理通孔14的表面，以实现通孔14内金属柱142与周围介质层表面的平坦化，为后续形成第一金属互连层4做准备。

如图4e所示，而后在通孔14的表面上沉积金属层，刻蚀金属层以形成第一金属互连层4，即形成反射层。具体地，反射层4包括反射板41和支撑底座42，图4e中示出了反射板41和位于反射板41两侧的两个支撑底座42，刻蚀金属层以形成图形化的反射板41和支撑底座42。反射层4的一部分用于充当后续形成的第一互连柱与CMOS测量电路系统1电连接的电介质，即支撑底座42，反射板41则用于反射红外线至CMOS红外传感器结构中的热敏感介质层，配合反射层和热敏感介质层之间形成的谐振腔实现红外线的二次吸收，以提高红外探测器的红外吸收率，优化红外探测器的红外探测性能。

图5为本发明实施例提供的另一种第一金属互连层的制备过程对应的结构示意图。如图5所示，也可以将CMOS测量电路系统1的顶层金属3作为第一金属互连层4，同样可以刻蚀CMOS测量电路系统1的顶层金属3以形成反射板41和支撑底座42，图5中示出了反射板41和位于反射板41两侧的两个支撑底座42。利用CMOS测量电路系统1的顶层绝缘层，即第一绝缘层13覆盖CMOS测量电路系统1的顶层金属3，采用CMP工艺处理CMOS测量电路系统1的表面，即处理CMOS测量电路系统1的顶层绝缘层，即第一绝缘层13的上表面，以使CMOS测量电路系统1的顶层绝缘层，即第一绝缘层13的上表面平坦化，以优化后续形成膜层的平坦化程度。

S2、沉积第一介质层；其中，第一介质层为密闭释放隔绝层。

图6为本发明实施例提供的一种第一介质层的制备过程对应的结构示意图，图7为本发明实施例提供的另一种第一介质层的制备过程对应的结构示意图。图6所示结构对应图4a-4e所示结构，图7所示结构对应图5所示结构，参照图6和图7，可以设置步骤2在步骤1之后执行，即先形成第一金属互连层4，即反射层，再在第一金属互连层4上形成第一介质层5，例如可以采用CVD工艺在第一金属互连层4上沉积第一介质层5，即密闭释放隔绝层。另外，对于图5和图7所示结构，在反射层上形成第一介质层5，可以是在CMOS测量电路系统1的顶层绝缘层，即第一绝缘层13上形成第一介质层5。

图8a-8b为本发明实施例提供的另一种第一介质层的制备过程对应的结构示意图。如图8a-8b所示，对应图4a-4e所示结构，即步骤1采用RDL工艺在CMOS测量电路系统1的顶层金属3上制备第一金属互连层4时，可以设置步骤2在步骤1之前执行，即先形成第一介质层5，再在第一介质层5上形成第一金属互连层4。具体地，可以如图8a所示，采用CMP工艺处理CMOS测量电路系统1的表面，例如可以采用CMP工艺处理CMOS测量电路系统1顶层绝缘层，即第一绝缘层13的上表面。如图8b所示，采用CVD工艺在CMOS测量电路系统1的表面上沉积第一介质层5，例如采用CVD工艺在CMOS测量电路系统1顶层绝缘层，即第一绝缘层13的表面上沉积第一介质层5，然后再在第一介质层5上进行图4a至图4e所示步骤，以形成第一金属互连层4。由此，由于第一金属互连层4，即反射层在第一介质层5，即密闭释放隔绝层上方实现了红外光线的反射以实现热敏感介质层对红外光线的二次吸收，图8a-8b所示结构设置密闭释放隔绝层位于反射层下方，使得无论密闭隔绝层的厚度如何设置，均不会影响反射层的红外反射效果。

示例性地，构成第一介质层5的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种，第一介质层5用于在制作CMOS红外传感结构2的释放刻蚀过程中，保护CMOS测量电路系统1不受工艺影响。

S3、在第一介质层上沉积第二金属互连层，并刻蚀第二金属互连层以形成第一互连柱。

图9a-9c为本发明实施例提供的一种第一互连柱的制备过程对应的结构示意图。如图9a所示，可以先刻蚀第一介质层5以露出支撑底座42。然后如图9b所示，可以在第一介质层5上沉积第二金属互连层51，构成第二金属互连层51的材料包括金属铝。然后如图9c所示，刻蚀第二金属互连层51以形成第一互连柱7，第一互连柱7与对应的支撑底座42电连接。

具体地，图9a-9c所示的红外探测器设置第一互连柱7由实心金属结构71构成，实心金属结构71的侧壁与第一牺牲层6接触设置，构成第一互连柱7的实心金属结构71的材料包括铝，使得第一互连柱7的制备工艺较为简单且易于实现，有利于降低整个红外探测器的制备难度。

S4、沉积形成第一牺牲层。

图10为本发明实施例提供的一种第一牺牲层的制备过程对应的结构示意图。沉积形成第一牺牲层6，可以如图10所示，沉积第一牺牲层6，并采用CMP工艺处理第一牺牲层6的表面，CMP工艺截止至第二金属互连层51的上表面，即CMP工艺处理第一牺牲层6的表面后，第二金属互连层51的上表面与第一牺牲层6的上表面齐平，以优化第一牺牲层6上方膜层的平坦化程度。

在一些实施例中，第一牺牲层6可以由采用热氧化工艺或者CVD工艺制备的氧化硅构成。具体地，红外探测器以氧化硅作为牺牲层，氧化硅与CMOS工艺完全兼容，制备工艺简单且易于控制，CMOS工艺也不会出现牺牲层聚酰亚胺释放不干净影响探测器芯片真空度的问题，且后续薄膜生长温度不受牺牲层材料的限制，可以实现牺牲层多层工艺设计，不受工艺限制，可以很容易地利用牺牲层实现平坦化，降低工艺难度和可能存在的风险。

图11a-11c为本发明实施例提供的另一种第一牺牲层的制备过程对应的结构示意图。如图11a所示，步骤3之后，即刻蚀第二金属互连层51以形成第一互连柱7之后，采用CVD工艺在第一互连柱7上沉积第二绝缘层52，构成第二绝缘层52的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种。然后如图11b所示，沉积第一牺牲层6，即在第二绝缘层52上沉积第一牺牲层6，并采用CMP工艺处理第一牺牲层6的表面，CMP工艺可以如图11b所示截止至第二金属互连层51，CMP工艺也可以如图11c所示截止至第二绝缘层52的上表面。

具体地，实心金属结构71的侧壁包覆有至少一层第二绝缘层52，且实心金属结构71与一层第二绝缘层52接触设置，图11a-11c示例性地设置实心金属结构71的侧壁包覆有一层第二绝缘层52且实心金属结构71与该第二绝缘层52接触设置。具体地，实心金属结构71的至少一层第二绝缘层52可以起到电绝缘的作用，利用第二绝缘层52保护实心金属结构71以避免外部材料侵蚀实心金属结构71的同时，第二绝缘层52可以作为第一互连柱7的辅助支撑结构，其与实心金属结构71共同支撑位于第一互连柱7上方的悬空微桥结构，有利于提高第一互连柱7的力学稳定性，从而提高红外传感器的结构稳定性。

另外，设置构成第一互连柱7的第二绝缘层52的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种，前述材料均不会被气相氟化氢、四氟化碳或三氟甲烷腐蚀，因此在后续工艺步骤中利用气相氟化氢、四氟化碳和三氟甲烷腐蚀牺牲层时不会腐蚀包覆实心金属结构71的第二绝缘层52。

在一些实施例中，可以设置CMOS红外传感结构2包括至少两个第一互连柱7，第一互连柱7包括至少一个分立互连柱。图12a-12b为本发明实施例提供的另一种第一互连柱的制备过程对应的结构示意图。第一互连柱7可以如图12a所示包括多个分立互连柱20，每个分立互连柱20可以包括实心金属结构71和第二绝缘层52，第二绝缘层52为一薄层绝缘层，图12a示例性地设置第一互连柱7包括三个分立互连柱20。或者，第一互连柱7也可以如图12b所示包括多个分立互连柱20，分立互连柱20之间的间隙被第二绝缘层52填满。由此，通过设置第一互连柱7包括多个分立互连柱20，使得每个分立互连柱20的尺寸比较小，使得第一互连柱7的制作工艺更易实现。

在一些实施例中，第一互连柱7可以包括至少一层实心互连柱，实心互连柱的力学稳定性较好，提高了第一互连柱7与梁结构31和支撑底座42之间的支撑连接稳定性，进而提高了红外传感器像元以及包括红外探测器像元的红外探测器的结构稳定性。另外，金属实心互连柱的电阻较小，有利于减小吸收板32与CMOS测量电路系统1之间进行电信号传输过程中的信号损失，提升了红外探测器的红外探测性能，且金属实心互连柱的尺寸更易精确控制，即实心互连柱可以实现更小尺寸的互连柱，有利于满足更小的芯片尺寸需求，实现红外探测器的小型化。

S5、在第一互连柱上方沉积第三金属互连层，并刻蚀第三金属互连层成第一图形化电极结构，以形成梁结构。

图13a-13c为本发明实施例提供的一种梁结构的制备过程对应的结构示意图。如图13a所示，采用CVD工艺制备第三介质层21，第三介质层21为梁结构31的支撑层，构成第三介质层21的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、氧化铝或非晶碳中的至少一种。如图13b所示，采用PVD工艺或者CVD工艺在第三介质层21上制备第三金属互连层8，第三金属互连层8为梁结构31中的电极层。如图13c所示，采用CVD工艺在第三金属互连层8上制备第四介质层22，第四介质层22为梁结构31的钝化层，构成第四介质层22的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、氧化铝或非晶碳中的至少一种。另外，图13a-13c所示的制备过程还涉及刻蚀第四介质层22以形成图形化介质层，刻蚀第三金属互连层8以形成第一图形化电极结构及刻蚀第三介质层21以形成图形化介质层，以形成梁结构31。

示例性地，可以如图13a所示，先沉积第三介质层21并刻蚀第三介质层21以露出第一互连柱7中的实心金属结构71，对于图11c所示结构，需要刻蚀第三介质层21以及第二绝缘层52以露出第一互连柱7中的实心金属结构71。再如图13b所示，沉积第三金属互连层8并刻蚀第三金属互连层8以形成第一图形化电极结构，再如图13c所示，沉积第四介质层22并同时刻蚀第三介质层21和第四介质层22以形成图形化的钝化层和图形化的支撑层。

具体地，如图13a-13c所示，可以设置梁结构31包括第三介质层21、第三金属互连层8和第四介质层22，第三介质层21作为梁结构31的支撑层，支撑层用于在释放掉支撑层下方的第一牺牲层6后支撑位于支撑层上方的膜层，第三金属互连层8中的第一图形化电极结构用于将转换出来的红外检测电信号通过第一互连柱7传输至CMOS测量电路系统1，第四介质层22作为梁结构31的钝化层，用于保护被钝化层包裹的第一图形化电极结构不被氧化或者腐蚀。

在一些实施例中，形成梁结构31，还可以采用PVD工艺或者CVD工艺制备第三金属互连层8，刻蚀第三金属互连层8以形成第一图形化电极结构，以形成梁结构31。具体地，可以设置梁结构31仅包括第三金属互连层8，即梁结构31仅包括电极层，第一图形化电极结构位于电极层，第三金属互连层8中的第一图形化电极结构用于将转换出来的红外检测电信号通过第一互连柱7传输至CMOS测量电路系统1，以图2所示的红外探测器包括两个第一互连柱7为例，两个第一互连柱7分别传输红外检测电信号的正负信号，CMOS测量电路系统1中的读出电路通过对获取到的红外检测电信号的分析实现非接触式的红外温度检测。

在一些实施例中，形成梁结构31，还可以采用CVD工艺制备第三介质层21，第三介质层21为梁结构31的支撑层，构成第三介质层21的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、氧化铝或非晶碳中的至少一种，再采用PVD工艺或者CVD工艺在第三介质层21上制备第三金属互连层8，刻蚀第三金属互连层8以形成第一图形化电极结构，这其中还涉及刻蚀第三介质层21以形成图形化介质层，以形成梁结构31。

具体地，可以设置梁结构31包括第三介质层21和第三金属互连层8且第三金属互连层8位于第三介质层21上方，第三介质层21作为梁结构31的支撑层，支撑层用于在释放掉支撑层下方的第一牺牲层6后支撑位于支撑层上方的膜层，第三金属互连层8中的第一图形化电极结构用于将转换出来的红外检测电信号通过第一互连柱7传输至CMOS测量电路系统1。示例性地，可以沉积完第三介质层21后先刻蚀第三介质层21以露出第一互连柱7中的实心金属结构71，然后沉积第三金属互连层8，刻蚀第三金属互连层8以形成第一图形化电极结构，并同时刻蚀第三介质层21以形成图形化支撑层。

在一些实施例中，形成梁结构31，还可以采用PVD工艺或者CVD工艺制备第三金属互连层8，然后采用CVD工艺在第三金属互连层8上制备第四介质层22，这其中还涉及刻蚀第四介质层22以形成图形化介质层，刻蚀第三金属互连层8以形成第一图形化电极结构，以形成梁结构31，第四介质层22为梁结构31的钝化层，构成第四介质层22的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、氧化铝或非晶碳中的至少一种。

具体地，可以设置梁结构31包括第三金属互连层8和第四介质层22，且第四介质层22位于第三金属互连层8的上方，第四介质层22作为梁结构31的钝化层，钝化层用于保护被钝化层包裹的第一图形化电极结构不被氧化或者腐蚀，第三金属互连层8中的第一图形化电极结构用于将转换出来的红外检测电信号通过第一互连柱7传输至CMOS测量电路系统1。示例性地，可以先沉积第三金属互连层8并刻蚀第三金属互连层8以形成第一图形化电极结构，在第三金属互连层8上沉积第四介质层22并刻蚀第四介质层22以形成图形化的钝化层。

需要说明的是，上述实施例所述的梁结构31的制备过程均可以参照图13a-13c进行理解，这里不再一一画图赘述，确保最终形成的梁结构31中的第一图形化电极结构与对应的第一互连柱7中的实心金属结构71电连接即可。

示例性地，可以设置构成第三金属互连层8的材料包括钛、氮化钛、钽、氮化钽、钛钨合金、镍铬合金、镍铂合金、镍硅合金、镍、铬、铂、钨、铝或铜中的至少一种。

在一些实施例中，在步骤4之后，还可以采用PVD工艺或者CVD工艺在第一互连柱7和/或第二互连柱的对应位置沉积第一加固层，可以在第一互连柱7的对应位置沉积第一加固层，或者在第二互连柱的对应位置沉积第一加固层，或者在第一互连柱7的对应位置及第二互连柱的对应位置沉积第一加固层，并刻蚀第一加固层以形成对应梁结构31的加固结构，构成第一加固层的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶硅锗、非晶碳、碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳氮化硅、氧化硅、硅、锗、锗硅、铝、铜、钨、金、铂、镍、铬、钛钨合金、镍铬合金、镍铂合金或镍硅合金中的至少一种。

图13b和图13c示例性地设置在第一互连柱7的对应位置以及第二互连柱的对应位置沉积第一加固层29，并刻蚀第一加固层29以形成对应梁结构31的加固结构，第一互连柱7的对应位置可以是第一互连柱7的正上方，第二互连柱的对应位置可以是第二互连柱的正下方，其中，对应第一互连柱7对应位置设置的为加固结构291，对应第二互连柱对应位置设置的为加固结构292。

示例性地，可以如图13a所示，先沉积第三介质层21并刻蚀第三介质层21以形成图形化介质层，再如图13b所示，在第三介质层21层上沉积第一加固层29并刻蚀第一加固层29以形成对应第一互连柱7和第二互连柱的图形化加固结构291和292，然后在第一加固层29上沉积第三金属互连层8并刻蚀第三金属互连层8以形成第一图形化电极结构，然后如图13c所示在第三金属互连层8上沉积第四介质层22并同时刻蚀第四介质层22和第三介质层21以形成图形化的支撑层和图形化的钝化层。

具体地，对应第一互连柱7设置的加固结构291可以增强第一互连柱7与梁结构31之间的连接稳固性，对应用第一互连柱7设置的加固结构291包括加重块状结构，对应第一互连柱7设置的加固结构291可有效增强第一互连柱7与梁结构31之间的力学稳定性，从而提升红外探测器像元及包括红外探测器像元的红外探测器的结构稳定性。对应第二互连柱设置的加固结构292可以将对应第二互连柱所在位置设置的第一图形化电极结构垫高以优化梁结构31中的第一图形化电极结构与第二互连柱的电接触性能。

示例性地，对应第一互连柱7设置的加固结构291还可以位于第三金属互连层8与第四介质层22之间，或者还可以位于第四介质层22远离第三金属互连层8的一侧并与第四介质层22接触设置，均可以增强第一互连柱7与梁结构31之间的连接稳固性，前述情况对应的加固结构291的具体制备过程这里不再赘述。

S6、沉积第四金属互连层，并刻蚀第四金属互连层以形成第二互连柱。

图14a-14c为本发明实施例提供的一种第二互连柱的制备过程对应的结构示意图。如图14a所示，刻蚀第四介质层22以露出梁结构31中的第一图形化电极结构。然后如图14b所示，可以在第四介质层22上沉积第四金属互连层53，构成第四金属互连层53的材料包括金属铝。然后如图14c所示，刻蚀第四金属互连层53以形成第二互连柱10，第二互连柱10与对应的梁结构31中的第一图形化电极结构电连接。

具体地，图14a-14c所示的红外探测器设置第二互连柱10由实心金属结构101构成，实心金属结构101的侧壁与第二牺牲层9接触设置，构成第二互连柱10的实心金属结构101的材料包括铝，使得第二互连柱10的制备工艺较为简单且易于实现，有利于降低整个红外探测器的制备难度。

S7、沉积形成第二牺牲层。

图15为本发明实施例提供的一种第二牺牲层的制备过程对应的结构示意图。沉积形成第二牺牲层9，可以如图15所示，沉积第二牺牲层9，并采用CMP工艺处理第二牺牲层9的表面，CMP工艺截止至第四金属互连层53的上表面，即CMP工艺处理第二牺牲层9的表面后，第四金属互连层53的上表面与第二牺牲层9的上表面齐平，以优化第二牺牲层9上方膜层的平坦化程度。

在一些实施例中，第二牺牲层9可以由采用热氧化工艺或者CVD工艺制备的氧化硅构成。具体地，红外探测器以氧化硅作为牺牲层，氧化硅与CMOS工艺完全兼容，制备工艺简单且易于控制，CMOS工艺也不会出现牺牲层聚酰亚胺释放不干净影响探测器芯片真空度的问题，且后续薄膜生长温度不受牺牲层材料的限制，可以实现牺牲层多层工艺设计，不受工艺限制，可以很容易地利用牺牲层实现平坦化，降低工艺难度和可能存在的风险。

图16a-16c为本发明实施例提供的另一种第二牺牲层的制备过程对应的结构示意图。如图16a所示，步骤6之后，即刻蚀第四金属互连层53以形成第二互连柱10之后，采用CVD工艺在第二互连柱10上沉积第三绝缘层54，构成第三绝缘层54的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种，示例性地，可以先形成整层的第三绝缘层54，然后刻蚀第三绝缘层54以使第三绝缘层54仅覆盖实心金属结构101。然后如图16b所示，沉积第二牺牲层9，即在第三绝缘层54上沉积第二牺牲层9，并采用CMP工艺处理第二牺牲层9的表面，CMP工艺可以如图16b所示截止至第四金属互连层53，CMP工艺也可以如图16c所示截止至第三绝缘层54的上表面。

具体地，实心金属结构101的侧壁包覆有至少一层第三绝缘层54，且实心金属结构101与一层第三绝缘层54接触设置，图16a-16c示例性地设置实心金属结构101的侧壁包覆有一层第三绝缘层54且实心金属结构101与该第三绝缘层54接触设置。具体地，实心金属结构101的至少一层第三绝缘层54可以起到电绝缘的作用，利用第三绝缘层54保护实心金属结构101以避免外部材料侵蚀实心金属结构101的同时，第三绝缘层54可以作为第二互连柱10的辅助支撑结构，其与实心金属结构101共同位于第二互连柱10上方的结构，有利于提高第二互连柱10的力学稳定性，从而提高红外传感器的结构稳定性。

另外，设置构成第二互连柱10的第三绝缘层54的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种，前述材料均不会被气相氟化氢、四氟化碳或三氟甲烷腐蚀，因此在后续工艺步骤中利用气相氟化氢、四氟化碳和三氟甲烷腐蚀牺牲层时不会腐蚀包覆实心金属结构101的第三绝缘层54。

在一些实施例中，可以设置CMOS红外传感结构2包括至少两个第二互连柱10，第二互连柱10包括至少一个分立互连柱。类比图12a和图12b，第二互连柱10可以包括多个分立互连柱，使得每个分立互连柱的尺寸比较小，使得第二互连柱10的制作工艺更易实现。

在一些实施例中，第二互连柱10可以包括至少一层实心互连柱，实心互连柱的力学稳定性较好，提高了第二互连柱10与梁结构31和吸收板之间的支撑连接稳定性，进而提高了红外传感器像元以及包括红外探测器像元的红外探测器的结构稳定性。另外，金属实心互连柱的电阻较小，有利于减小吸收板与CMOS测量电路系统1之间进行电信号传输过程中的信号损失，提升了红外探测器的红外探测性能，且金属实心互连柱的尺寸更易精确控制，即实心互连柱可以实现更小尺寸的互连柱，有利于满足更小的芯片尺寸需求，实现红外探测器的小型化。

S8、沉积第五金属互连层和第二介质层，并刻蚀第五金属互连层成第二图形化电极结构，以形成吸收板；其中，第二介质层为热敏感介质层。

图17a-17b为本发明实施例提供的一种吸收板的制备过程对应的结构示意图。如图17a所示，可以采用PVD工艺或者CVD工艺制备第五金属互连层11，例如可以采用PVD工艺或者CVD工艺在第二牺牲层9上制备第五金属互连层11。如图17b所示，然后采用PVD工艺或者CVD工艺在第五金属互连层11上制备第二介质层12，第二介质层12为热敏感介质层，并光刻刻蚀第二介质层12以形成图形化介质层，这其中还涉及刻蚀第五金属互连层11以形成第二图形化电极结构，以形成吸收板32。

具体地，热敏感介质层用于将红外温度检测信号转换为红外检测电信号，第二图形化电极结构用于将吸收板32中的热敏感介质层转换出来的红外检测电信号通过第二互连柱10传输至梁结构31中的第一图形化电极结构，进而再通过第一互连柱7传输至CMOS测量电路系统1。以红外传探测器包括两个第二互连柱10为例，两个第二互连柱10分别传输红外检测电信号的正负信号，CMOS测量电路系统1中的读出电路通过对获取到的红外检测电信号的分析实现非接触式的红外温度检测。

示例性地，可以如图17a所示先沉积第五金属互连层11并刻蚀第五金属互连层11以形成第二图形化电极结构，第二图形化电极结构与第二互连柱10中的实心金属结构101电连接，对于图16c所示结构，还需要先刻蚀第三绝缘层54以露出实心金属结构101，然后沉积第五金属互连层11。然后如图17b所示，在第五金属互连层11上形成第二介质层12并刻蚀第二介质层12以形成图形化介质层，即形成图形化的热敏感介质层。

图18a-18b为本发明实施例提供的另一种吸收板的制备过程对应的结构示意图。如图18a所示，也可以采用PVD工艺或者CVD工艺制备第二介质层12，例如采用PVD工艺或者CVD工艺在第二牺牲层9上制备第二介质层12。如图18b所示，采用PVD工艺或者CVD工艺在第二介质层12上制备第五金属互连层11，这其中涉及刻蚀第五金属互连层11以形成第二图形化电极结构，以及光刻刻蚀第二介质层12以形成图形化介质层，以形成吸收板32。

示例性地，可以如图18a所示，先沉积第二介质层12，并刻蚀第二介质层12以形成图形化的热敏感介质层并露出第二互连柱10中的实心金属结构101，对于图16c所示结构，需要刻蚀第二介质层12以及第三绝缘层54以露出实心金属结构101。然后如图18b所示，在第二介质层12上沉积第五金属互连层11，并刻蚀第五金属互连层11以形成第二图形化电极结构，第二图形化电极结构与第二互连柱10中的实心金属结构101电连接。

示例性地，构成第五金属互连层11的材料包括钛、氮化钛、钽、氮化钽、钛钨合金、镍铬合金、镍铂合金、镍硅合金、镍、铬、铂、钨、铝或铜中的至少一种，构成第二介质层12的材料包括由氧化钛、氧化钒、氧化钛钒、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、非晶锗氧硅、硅、锗、锗硅、锗氧硅、非晶碳、石墨烯、钇钡铜氧、铜或铂制备的电阻温度系数大于设定值的材料中的至少一种。

在一些实施例中，在制备第五金属互连层11和第二介质层12之前，步骤8还可以包括采用CVD工艺制备第五介质层并刻蚀第五介质层以形成图形化介质层；其中，第五介质层为吸收板32的支撑层，构成第五介质层的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种；和/或，在制备第五金属互连层11和第二介质层12之后，步骤8还可以包括采用CVD工艺制备第六介质层并刻蚀第六介质层以形成图形化介质层；其中，第六介质层为吸收板32的钝化层，构成第六介质层的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种。

图19a-19d为本发明实施例提供的另一种吸收板的制备过程对应的结构示意图。以在制备第五金属互连层11和第二介质层12之前，步骤8还可以包括采用CVD工艺制备第五介质层27并刻蚀第五介质层27以形成图形化介质层，以及采用CVD工艺制备第六介质层28并刻蚀第六介质层28以形成图形化介质层为例。如图19a所示，形成第二互连柱10后，可以先在第二牺牲层9上沉积第五介质层27并刻蚀第五介质层27以形成图形化的介质层，刻蚀后的第五介质层27露出第二互连柱10中的实心金属结构101，对于图16c所示结构，需要刻蚀第五介质层27以及第三绝缘层54以露出实心金属结构101，第五介质层27作为吸收板32的支撑层。如图19b所示，在第五介质层27上沉积第五金属互连层11并刻蚀第五金属互连层11以形成第二图形化电极结构。如图19c所示，在第五金属互连层11上沉积第二介质层12并刻蚀第二介质层12以形成图形化的热敏感介质层。如图19d所示，在热敏感介质层上沉积第六介质层28并刻蚀第六介质层28以形成图形化介质层，第六介质层28作为吸收板32的钝化层。

另外，在制备第五金属互连层11和第二介质层12之后，还可以同时刻蚀第五介质层27和/或第六介质层28，或者第五介质层27和/或第六介质层28与第二介质层12一起刻蚀形成吸收板32，或者第五介质层27和/或第六介质层28与第二介质层12以及第五金属互连层11一起刻蚀形成吸收板32。

在一些实施例中，在步骤7之后，还可以采用PVD工艺或者CVD工艺在第二互连柱10的对应位置沉积第二加固层，并刻蚀第二加固层以形成对应吸收板32的加固结构，构成第二加固层的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶硅锗、非晶碳、碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳氮化硅、氧化硅、硅、锗、锗硅、铝、铜、钨、金、铂、镍、铬、钛钨合金、镍铬合金、镍铂合金或镍硅合金中的至少一种。

图19a-19d示例性地设置第二互连柱10的对应位置是第二互连柱10的正上方。示例性地，可以如图19a所示，先沉积第五介质层27并刻蚀第五介质层27以形成图形化的支撑层，然后如图19b所示，在第五介质层27上沉积第二加固层30并刻蚀第二加固层30以形成对应第二互连柱10的图形化加固结构301，然后在第二加固层30上沉积第五金属互连层11并刻蚀第五金属互连层11以形成第二图形化电极结构，然后如图19c所示，在第五金属互连层11上沉积第二介质层12并刻蚀第二介质层12以形成图形化的热敏感介质层，然后如图19d所示，在第二介质层12上沉积第六介质层28并同时刻蚀第六介质层28和第五介质层27以形成图形化的支撑层和图形化的钝化层。

具体地，对应用第二互连柱10设置的加固结构301可以增强第二互连柱10与吸收板32之间的连接稳固性，对应用第二互连柱10设置的加固结构301包括加重块状结构，对应第二互连柱10设置的加固结构301可有效增强第二互连柱10与吸收板32之间的力学稳定性，从而提升红外探测器像元及包括红外探测器像元的红外探测器的结构稳定性。

示例性地，对应用第二互连柱10设置的加固结构301还可以位于第五金属互连层11与第六介质层28之间，或者还可以位于第六介质层28远离第五金属互连层11的一侧并与第六介质层28接触设置，均可以增强第二互连柱10与吸收板32之间的连接稳固性，前述情况对应的加固结构301的具体制备过程这里不再赘述。

图20为本发明实施例提供的另一种吸收板的制备过程对应的结构示意图。如图20所示，也可以设置吸收板32依次包括第五介质层27、第五金属互连层11和第六介质层28，此时可以设置构成第五介质层27和/或第六介质层28的材料包括由非晶硅、非晶锗、非晶锗硅或非晶碳制备的电阻温度系数大于设定值的材料中的至少一种，即可以利用第五介质层27和/或第六介质层28充当吸收板32的热敏感介质层。

在一些实施例中，可以设置第一牺牲层6由采用热氧化工艺或者CVD工艺制备的氧化硅构成，第二牺牲层9由采用热氧化工艺或者CVD工艺制备的氧化硅构成。图21为本发明实施例提供的一种红外探测器像元的剖面结构示意图。结合图19a-19d和图21，在步骤8之后，制备方法还包括采用释放工艺刻蚀第一牺牲层6和第二牺牲层9，使得梁结构31和吸收板32悬空于第一介质层5，以形成悬空的CMOS红外传感结构2。

具体地，第一牺牲层6和第二牺牲层9用于使CMOS红外传感结构2形成镂空结构，构成第一牺牲层6和第二牺牲层9的材料是氧化硅，采用post-CMOS工艺腐蚀第一牺牲层6和第二牺牲层9。示例性地，post-CMOS工艺可以采用气相氟化氢、四氟化碳和三氟甲烷这些对氧化硅有腐蚀特性气体中的至少一种对第一牺牲层6和第二牺牲层9进行腐蚀。红外探测器以氧化硅作为第一牺牲层6和第二牺牲层9，氧化硅与CMOS工艺完全兼容，制备工艺简单且易于控制，CMOS工艺也不会出现牺牲层聚酰亚胺释放不干净影响探测器芯片真空度的问题，且后续薄膜生长温度不受牺牲层材料的限制，可以实现牺牲层多层工艺设计，不受工艺限制，可以很容易地利用牺牲层实现平坦化，降低工艺难度和可能存在的风险，即设置构成牺牲层的材料是氧化硅，以兼容CMOS工艺，可以采用post-CMOS工艺，即后CMOS工艺腐蚀牺牲层以在最终的红外探测芯片产品中释放掉牺牲层。

本发明实施例还提供了一种红外探测器，红外探测器可以采用上述实施例所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法制备形成，因此具备上述实施例所述的有益效果，这里不再赘述。

结合图2和图21，红外探测器包括CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2，CMOS测量电路系统1上方包括至少一层密闭释放隔绝层，图21示例性地设置CMOS测量电路系统1上方包括一层密闭释放隔绝层，即第一介质层5。

CMOS红外传感结构2的CMOS制作工艺包括金属互连工艺、通孔工艺、IMD工艺以及RDL工艺，CMOS红外传感结构2包括至少三层金属互连层、至少四层介质层和多个互连通孔，金属互连层至少包括反射层和两层电极层，反射层即第一金属互连层4，两层电极层即第三金属互连层8和第五金属互连层11。介质层至少包括一层密闭释放隔绝层、两层牺牲层和热敏感介质层，密闭释放隔绝层即第一介质层5，两层牺牲层即第一牺牲层和第二牺牲层，这两层牺牲层在最终的红外探测器结构中被释放掉，热敏感介质层即第二介质层12。其中，热敏感介质层用于将其吸收的红外辐射对应的温度变化转化为电阻变化，进而通过CMOS测量电路系统1将红外目标信号转化成可实现电读出的信号，热敏感介质层包括电阻温度系数大于设定值的热敏材料，电阻温度系数例如可以大于等于0.015/K，电阻温度系数大于设定值的热敏材料构成热敏感介质层，有利于提高红外探测器的探测灵敏度。

CMOS红外传感结构2包括由反射层和热敏感介质层构成的谐振腔以及控制热传递的悬空微桥结构，即CMOS红外传感结构2包括由第一金属互连层4和第二介质层12构成的谐振腔以及控制热传递的悬空微桥结构40，悬空微桥结构40包括至少一层梁结构31和至少一层吸收板32，图2和图21示例性地设置悬空微桥结构40包括一层梁结构31和一层吸收板32，梁结构31位于吸收板32临近或者远离CMOS测量电路系统1的一侧，图2和图21示例性地设置梁结构31位于吸收板32临近CMOS测量电路系统1的一侧。

反射层，即第一金属互连层4和梁结构31之间设置有第一互连柱7且第一互连柱7直接电连接反射层，即第一金属互连层4中的支撑底座42和对应的梁结构31，梁结构31通过第一互连柱7和支撑底座42与CMOS测量电路系统1电连接，第一互连柱7用于在第一牺牲层释放后支撑对应的梁结构31。吸收板32与梁结构31之间设置有第二互连柱10且第二互连柱10直接电连接对应的吸收板32和对应的梁结构31，吸收板32用于将红外信号转换为电信号并通过第二互连柱10和对应的梁结构31与对应的第一互连柱7电连接，即吸收板32经由红外信号转换来的电信号依次通过第二互连柱10、梁结构31、第一互连柱7和支撑底座42传输至CMOS测量电路系统1，CMOS测量电路系统1处理接收到的电信号以反映出温度信息，实现红外探测器非接触式的红外温度检测，第二互连柱10用于在第二牺牲层释放掉后支撑对应的梁结构31或吸收板32。

需要说明的是，上述实施例的第一互连柱7直接电连接反射层中的支撑底座42和梁结构31，是指第一互连柱7仅具有两个电连接端，第一互连柱7的一个电连接端直接电连接支撑底座42，第一互连柱7的另一个电连接端直接电连接距离第一互连柱7的该电连接端最近的梁结构31。上述实施例的第二互连柱10直接电连接吸收板32和梁结构31，是指第二互连柱10仅具有两个电连接端，第二互连柱10的一个电连接端直接电连接距离第二互连柱10该电连接端最近的吸收板32，第二互连柱10的另一个电连接端直接电连接距离第二互连柱10的该电连接端最近的梁结构31。

CMOS红外传感结构2通过不同的电极结构输出正电信号和接地电信号，正电信号和接地电信号通过不同组互连柱传输至对应的支撑底座42，一组互连柱包括一个第一互连柱7和一个第二互连柱10。示例性地，可以设置沿平行于CMOS测量电路系统1的方向，CMOS红外传感结构2包括两组互连柱，可以设置其中一组互连柱用于传输正电信号，另一组互连柱用于传输接地电信号。也可以设置沿平行于CMOS测量电路系统1的方向，CMOS红外传感结构2包括四组互连柱，四组互连柱可以两两为一组分别传输正电信号和接地电信号，由于红外探测器包括多个阵列排布的红外探测器像元，四组互连柱也可以选择其中的两组互连柱分别传输正电信号和接地电信号，另外两组互连柱供给相邻的红外探测器像元进行电信号的传输。

图22为本发明实施例提供的另一种红外探测器像元的剖面结构示意图，图22所示结构的红外探测器像元同样适用于上述实施例所述的红外探测器的制备方法。如图22所示，也可以设置悬空微桥结构40包括多层梁结构31，图22示例性地设置悬空微桥结构40包括两层梁结构31，例如包括第一层梁结构311和第二层梁结构312，第一层梁结构311位于第二层梁结构312远离CMOS测量电路系统1的一侧，第一层梁结构311和第二层梁结构312之间同样设置有互连柱313，该互连柱313用于在第一层梁结构311和第二层梁结构312之间的牺牲层释放后支撑第一层梁结构311。吸收板32中的电极层通过第二互连柱10与第一层梁结构311中的电极层电连接，第一层梁结构311中的电极层通过第一层梁结构311和第二层梁结构312之间的互连柱313与第二层梁结构312中的电极层电连接，第二层梁结构312中的电极层与第一互连柱7电连接，吸收板32经由红外信号转换出来的电信号依次经过第二互连柱10、第一层梁结构311、第一层梁结构311和第二层梁结构312之间的互连柱313、第二层梁结构312、第一互连柱7与支撑底座42传输至CMOS测量电路系统1。其中，第一互连柱7直接电连接支撑底座42和距离CMOS测量电路系统1最近的梁结构31，第二互连柱10直接电连接距离CMOS测量电路系统1最近的吸收板32和距离该吸收板32最近的梁结构31。

图23为本发明实施例提供的另一种红外探测器像元的剖面结构示意图，图23所示结构的红外探测器像元同样适用于上述实施例所述的红外探测器的制备方法。如图23所示，也可以设置悬空微桥结构40包括多层吸收板32，图23示例性地设置悬空微桥结构40包括两层吸收板32，例如包括第一层吸收板321和第二层吸收板322，第一层吸收板321位于第二层吸收板322远离CMOS测量电路系统1的一侧，第一层吸收板321和第二层吸收板322之间同样设置有互连柱323，该互连柱323用于在第一层吸收板321和第二层吸收板322之间的牺牲层释放后支撑第一层吸收板321。第一层吸收板321和第二层吸收板322均包括电极层，二者中的电极层可以通过第一层吸收板321和第二层吸收板322之间的互连柱323电连接，二者中的电极层也可以不电连接，第二层吸收板322中的电极层通过第二互连柱10与梁结构31中的电极层电连接，梁结构31中的电极层通过第一互连柱7与支撑底座42电连接，吸收板32经由红外信号转换出来的电信号依次经过第二互连柱10、梁结构31、第一互连柱7与支撑底座42传输至CMOS测量电路系统1。另外，第一层吸收板321和第二层吸收板322内的热敏感介质层采用的材料可以相同也可以不同，设置悬空微桥结构40包括多层吸收板32，不同吸收板32中的热敏感介质层对应的谐振腔的高度不同，使得红外探测器可以吸收不同波段的红外辐射。其中，第一互连柱7直接电连接支撑底座42和距离CMOS测量电路系统1最近的梁结构31，第二互连柱10直接电连接距离CMOS测量电路系统1最近的吸收板32和距离该吸收板32最近的梁结构31。

图24为本发明实施例提供的另一种红外探测器像元的剖面结构示意图，图24所示结构的红外探测器像元同样适用于上述实施例所述的红外探测器的制备方法。图24所示结构的红外探测器设置梁结构31位于吸收板32远离CMOS测量电路系统1的一侧，且图24示例性地设置悬空微桥结构40包括一层梁结构31和一层吸收板32。具体地，吸收板32中的电极层通过第二互连柱10与梁结构31中的电极层电连接，梁结构31中的电极层通过第一互连柱7与支撑底座42电连接，吸收板32经由红外信号转换出来的电信号依次经过第二互连柱10、梁结构31、第一互连柱7与支撑底座42传输至CMOS测量电路系统1。

在一些实施例中，可以设置吸收板32上形成有至少一个孔状结构，孔状结构至少贯穿吸收板32中的介质层；和/或，梁结构31上形成有至少一个孔状结构，即可以设置仅吸收板32上形成有孔状结构，或者仅梁结构31上形成有孔状结构，或者吸收板32和梁结构31上均形成有孔状结构。示例性地，无论是吸收板32上的孔状结构还是梁结构31上的孔状结构，孔状结构均可以为圆形孔状结构、方形孔状结构、多边形孔状结构或者不规则图形孔状结构，本发明实施例对吸收板32和梁结构31上的孔状结构的形状不作具体限定，且本发明实施例对吸收板32和梁结构31上孔状结构的数量不作具体限定。由此，设置吸收板32上形成有至少一个孔状结构，孔状结构至少贯穿吸收板32中的介质层，红外探测器中均设置有与吸收板32接触的最终需要释放的牺牲层，而牺牲层的释放需要在红外探测器制作工艺的最后用化学试剂对牺牲层进行腐蚀，吸收板32上的孔状结构有利于增加释放用的化学试剂与牺牲层的接触面积，加快牺牲层的释放速率。另外，吸收板32面积相对梁结构31面积较大，吸收板32上的孔状结构有利于释放吸收板32的内应力，优化吸收板32的平坦化程度，且有利于提高吸收板32的结构稳定性，进而提高整个红外探测器的结构稳定性。另外，设置梁结构31上形成有至少一个孔状结构，有利于进一步减小梁结构31的热导，提高红外探测器的红外探测灵敏度。

在一些实施例中，密闭释放隔绝层，即第一介质层5用于在制作CMOS红外传感结构2的释放刻蚀过程中，保护CMOS测量电路系统1不受工艺影响。在一些实施例中，密闭释放隔绝层位于CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2之间的界面和/或位于CMOS红外传感结构2中，即可以设置密闭释放隔绝位于CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2之间的界面，或者设置密闭释放隔绝层位于CMOS红外传感结构2中，或者设置CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2之间的界面设置有密闭释放隔绝层且CMOS红外传感结构2中设置有密闭释放隔绝层，密闭释放隔绝层用于在进行腐蚀工艺释放牺牲层时保护CMOS测量电路系统1不受侵蚀。

在一些实施例中，密闭释放隔绝层位于CMOS红外传感结构2中，密闭释放隔绝层例如可以如图21所示位于反射层，即第一金属互连层4的上方的一层介质层或多层介质层，图21示例性地示出了密闭释放隔绝层为一层介质层，此时构成密闭释放隔绝层的材料可以包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、硅锗合金、非晶碳或氧化铝中的至少一种，密闭释放隔绝层的厚度小于第一牺牲层的厚度。红外探测器的谐振腔通过释放氧化硅牺牲层后的真空腔来实现，牺牲层位于反射层和悬空微桥结构之间，设置位于反射层上的至少一层密闭释放隔绝层选择碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、硅锗合金、非晶碳或氧化铝等材料作为谐振腔的一部分时，不影响反射层的反射效果，可以减小谐振腔高度，进而减小第一牺牲层的厚度，减小氧化硅构成的第一牺牲层的释放难度。另外，设置密闭释放隔绝层与第一互连柱7形成密闭结构，将CMOS测量电路系统1与第一牺牲层完全隔开，实现了对CMOS测量电路系统1的保护。

在一些实施例中，还可以设置密闭释放隔绝层位于CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2之间的界面，例如密闭释放隔绝层位于反射层和CMOS测量电路系统1之间，即密闭释放隔绝层位于反射层的金属互连层的下方，支撑底座42通过贯穿密闭释放隔绝层的通孔与CMOS测量电路系统1电连接。具体地，由于CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2均采用CMOS工艺制备形成，当制备形成CMOS测量电路系统1后，将制备形成包含有CMOS测量电路系统1的晶圆传输至下一道工艺以制备形成CMOS红外传感结构2，因为氧化硅是CMOS工艺中最常用的介质材料，CMOS电路上多以氧化硅作为金属层间的绝缘层，所以腐蚀2um左右厚度的氧化硅时如果没有隔绝层作为阻挡，将会严重影响电路，为了确保释放牺牲层氧化硅时不会腐蚀CMOS测量电路系统1上的氧化硅介质，本发明实施例在CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2之间的界面设置了密闭释放隔绝层。

示例性地，构成密闭释放隔绝层的材料可以包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、硅锗合金、非晶碳或氧化铝中的至少一种。具体地，碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、硅、锗、硅锗合金、非晶碳或氧化铝均为CMOS工艺抗腐蚀材料，即这些材料不会受牺牲层释放用试剂的腐蚀，因此密闭释放隔绝层可以用于在进行腐蚀工艺释放牺牲层时保护CMOS测量电路系统1不受侵蚀。另外，密闭释放隔绝层覆盖CMOS测量电路系统1设置，密闭释放隔绝层还可以用于在制作CMOS红外传感结构2的释放刻蚀过程中，保护CMOS测量电路系统1不受工艺影响。另外，当反射层上设置有至少一层密闭释放隔绝层时，设置构成密闭释放隔绝层的材料包括硅、锗、硅锗合金、非晶硅、非晶锗、非晶硅锗、非晶碳、碳化硅、氧化铝、氮化硅或碳氮化硅中的至少一种，在设置密闭释放隔绝层提高第一互连柱7稳定性的同时，密闭释放隔绝层几乎不会影响谐振腔内的反射过程，可以避免密闭释放隔绝层影响谐振腔的反射过程，进而避免密闭释放隔绝层对红外探测器探测灵敏度的影响。

CMOS红外传感结构2的CMOS制作工艺包括金属互连工艺、通孔工艺、IMD(InterMetal Dielectric)工艺以及RDL(重新布线)工艺。具体地，金属互连工艺用于实现上下两层金属互连层的电连接，例如实现第一互连柱7中的导电层与支撑底座42的电连接，通孔工艺用于形成连接上下金属互连层的互连通孔，例如形成连接第一互连柱7中的导电层与支撑底座的互连通孔，IMD工艺用于实现上下金属互连层之间的隔离，即电绝缘，例如实现吸收板32和梁结构31中的电极层与反射板41之间的电绝缘，RDL工艺即重布线层工艺，具体是指在电路顶层金属的上方重新布一层金属且与电路顶层金属有金属柱，例如钨柱电连接，采用RDL工艺可以在CMOS测量电路系统1的顶层金属上制备红外探测器中的反射层，反射层上的支撑底座42与CMOS测量电路系统1的顶层金属电连接。另外，CMOS测量电路系统1的CMOS制作工艺同样可以包括金属互连工艺和通孔工艺，CMOS测量电路系统1包括间隔设置的金属互连层、介质层以及位于底部的硅衬底，上下金属互连层通过通孔实现电连接。

在一些实施例中，可以设置红外探测器还包括超材料结构和/或偏振结构，超材料结构或者偏振结构为至少一层金属互连层，利用图形化结构形成的超材料结构与红外探测器结构相结合，超材料结构吸收的红外电磁波会增强红外探测器本身吸收的红外电磁波信号，超材料结构吸收的红外电磁波与微桥式探测器结构本身吸收的红外电磁波叠加，超材料结构吸收的红外电磁波与入射红外电磁波的分量产生耦合，也就是说，超材料结构的设置使得吸收的红外电磁波信号的强度增加，从而提高了红外探测器对入射红外电磁波的吸收率。另外，本发明实施例通过将偏振结构与非制冷红外探测器进行单片集成，不仅可以实现偏振敏感型红外探测器的单片集成，而且极大地降低了光学设计的难度，简化了光学系统，减少了光学元件，降低了光学系统的成本。另外，通过单片集成的偏振型非制冷红外探测器采集的图像为原始红外图像信息，CMOS测量电路系统1只需要处理红外探测器探测的信号就可以得到准确的图像信息，而不需要进行现有探测器的图像融合，极大的提升了图像的真实性与有效性。

在一些实施例中，反射层和悬空微桥结构之间可以设置有至少一层图形化金属互连层，图形化金属互连层位于密闭释放隔绝层的上方或者下方并与反射层之间电绝缘，图形化金属互连层用于调节红外探测器的谐振模式。具体地，布拉格反射镜(Braggreflector)是一种利用不同界面反射光的相长干涉对不同波长的光进行增强反射的光学器件，由多个1/4波长反射镜组成以实现对多个波长入射光的高效反射，本发明实施例设置反射层和悬空微桥结构之间设置有至少一层图形化金属互连层，至少一层图形化金属互连层、反射层以及吸收板32形成类似布拉格反射镜的结构，至少一层图形化金属互连层的设置相当于改变了反射层与吸收板32中热敏感介质层构成的整体谐振腔介质的厚度，使得红外探测器像元可以形成多个介质厚度不同的谐振腔，红外探测器像元可以选择不同波长的光进行增强反射调节，进而利用至少一层图形化金属互连层调节红外探测器的谐振模式，由此以提高红外探测器的红外吸收率，拓宽红外探测器的红外吸收谱段，增加红外探测器的红外吸收谱段。

在一些实施例中，可以设置红外探测器是基于3nm、7nm、10nm、14nm、22nm、28nm、32nm、45nm、65nm、90nm、130nm、150nm、180nm、250nm或350nm CMOS工艺制程，前述尺寸表征集成电路的工艺节点，即表征集成电路加工过程中的特征尺寸。另外，可以设置构成红外探测器中的金属互连层的金属连线材料包括铝、铜、钨、钛、镍、铬、铂、银、钌或钴中的至少一种，例如可以设置构成反射层的材料包括铝、铜、钨、钛、镍、铬、铂、银、钌或钴中的至少一种。另外，设置CMOS测量电路系统1和CMOS红外传感结构2均使用CMOS工艺制备，在CMOS测量电路系统1上直接制备CMOS红外传感结构2，能够实现第一互连柱7以及第二互连柱10的径向边长大于等于0.5um，小于等于3um，梁结构31的宽度，即梁结构31中单线条的宽度小于等于0.3um，谐振腔的高度小于等于2.5um。

需要说明的是，本发明实施例所述的部分单独步骤包括多种实现方式，各补充之间不同的实现方式可以任意组合，均属于本申请的保护范围。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

采用CMOS工艺在所述衬底上制备CMOS测量电路系统；

采用CMOS工艺在所述CMOS测量电路系统上直接制备CMOS红外传感结构；

其中，采用CMOS工艺在所述CMOS测量电路系统上直接制备CMOS红外传感结构，包括：

步骤1，采用RDL工艺在所述CMOS测量电路系统的顶层金属上制备第一金属互连层；或者，以所述CMOS测量电路系统的顶层金属作为第一金属互连层；其中，所述第一金属互连层为反射层；

步骤2，沉积第一介质层；其中，所述第一介质层为密闭释放隔绝层；

步骤3，在所述第一介质层上沉积第二金属互连层，并刻蚀所述第二金属互连层以形成第一互连柱；

步骤4，沉积形成第一牺牲层；

步骤5，在所述第一互连柱上方沉积第三金属互连层，并刻蚀所述第三金属互连层成第一图形化电极结构，以形成梁结构；

步骤6，沉积第四金属互连层，并刻蚀所述第四金属互连层以形成第二互连柱；

步骤7，沉积形成第二牺牲层；

步骤8，沉积第五金属互连层和第二介质层，并刻蚀所述第五金属互连层成第二图形化电极结构，以形成吸收板；其中，所述第二介质层为热敏感介质层；

在所述步骤4之后，还包括：采用PVD工艺或者CVD工艺沉积第一加固层，并刻蚀所述第一加固层以形成对应所述第二互连柱所在位置设置的加固结构，所述加固结构位于所述第一互连柱与所述第二互连柱之间，所述加固结构用于将对应所述第二互连柱所在位置设置的所述第一图形化电极结构垫高以优化所述梁结构中的所述第一图形化电极结构与所述第二互连柱的电接触性能。

2.根据权利要求1所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，采用CMOS工艺在所述衬底上制备CMOS测量电路系统，包括：

采用氧化工艺、沉积工艺和掺杂工艺制备所述CMOS测量电路系统中的工艺层；

采用光刻工艺定位区间以将数字化图形转移至所述CMOS测量电路系统；

采用刻蚀工艺去除所述CMOS测量电路系统中设定区域的材料。

3.根据权利要求1所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的采用RDL工艺在所述CMOS测量电路系统的顶层金属上制备第一金属互连层，包括：

在所述CMOS测量电路系统上沉积第一绝缘层，并采用CMP工艺处理所述第一绝缘层的表面；

在平坦化后的所述第一绝缘层上刻蚀通孔；

采用PVD工艺沉积金属钨以填充所述通孔，或者采用电镀ECP工艺沉积金属铜以填充所述通孔；

采用CMP工艺处理所述通孔的表面；

在所述通孔的表面上沉积金属层，并刻蚀所述金属层以形成所述第一金属互连层；

所述步骤1中的以所述CMOS测量电路系统的顶层金属作为第一金属互连层，包括：

采用CMP工艺处理所述CMOS测量电路系统的表面。

4.根据权利要求1所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤2在所述步骤1之后执行，所述步骤2具体包括：

采用CVD工艺在所述第一金属互连层上沉积所述第一介质层；

或者，所述步骤1采用RDL工艺在所述CMOS测量电路系统的顶层金属上制备第一金属互连层，所述步骤2在所述步骤1之前执行，所述步骤2具体包括：

采用CMP工艺处理所述CMOS测量电路系统的表面；

采用CVD工艺在所述CMOS测量电路系统的表面上沉积所述第一介质层；

其中，构成所述第一介质层的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种，所述第一介质层用于在制作所述CMOS红外传感结构的释放刻蚀过程中，保护所述CMOS测量电路系统不受工艺影响。

5.根据权利要求1所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

沉积所述第一牺牲层；

采用CMP工艺处理所述第一牺牲层的表面；其中，所述CMP工艺截止至所述第二金属互连层的上表面；

或者，所述步骤3之后，所述制备方法还包括：

采用CVD工艺在所述第一互连柱上沉积第二绝缘层；

所述步骤4具体包括：

沉积所述第一牺牲层；

采用CMP工艺处理所述第一牺牲层的表面；其中，所述CMP工艺截止至所述第二金属互连层或者所述第二绝缘层的上表面；

其中，构成所述第二绝缘层的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种；

其中，构成所述第二金属互连层的材料包括金属铝，所述CMOS红外传感结构包括至少两个所述第一互连柱，所述第一互连柱包括至少一个分立互连柱。

6.根据权利要求1所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：

采用PVD工艺或者CVD工艺制备所述第三金属互连层，并刻蚀所述第三金属互连层以形成所述第一图形化电极结构，以形成所述梁结构；

或者，所述步骤5具体包括：

采用CVD工艺制备第三介质层；其中，所述第三介质层为所述梁结构的支撑层，构成所述第三介质层的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、氧化铝或非晶碳中的至少一种；

采用PVD工艺或者CVD工艺在所述第三介质层上制备所述第三金属互连层，并刻蚀所述第三金属互连层以形成所述第一图形化电极结构，以及刻蚀所述第三介质层以形成图形化介质层，以形成所述梁结构；

或者，所述步骤5具体包括：

采用PVD工艺或者CVD工艺制备所述第三金属互连层；

采用CVD工艺在所述第三金属互连层上制备第四介质层，并刻蚀所述第四介质层以形成图形化介质层，以及刻蚀所述第三金属互连层以形成所述第一图形化电极结构，以形成所述梁结构；其中，所述第四介质层为所述梁结构的钝化层，构成所述第四介质层的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、氧化铝或非晶碳中的至少一种；

或者，所述步骤5具体包括：

采用CVD工艺制备第三介质层；其中，构成所述第三介质层为所述梁结构的支撑层，构成所述第三介质层的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、氧化铝或非晶碳中的至少一种；

采用PVD工艺或者CVD工艺在所述第三介质层上制备所述第三金属互连层；

采用CVD工艺在所述第三金属互连层上制备第四介质层，并刻蚀所述第四介质层以形成图形化介质层，以及刻蚀所述第三介质层以形成图形化介质层，以及刻蚀所述第三金属互连层以形成所述第一图形化电极结构，以形成所述梁结构；其中，所述第四介质层为所述梁结构的钝化层，构成所述第四介质层的材料包括非晶硅、非晶锗、非晶锗硅、氧化铝或非晶碳中的至少一种；

其中，构成所述第三金属互连层的材料包括钛、氮化钛、钽、氮化钽、钛钨合金、镍铬合金、镍铂合金、镍硅合金、镍、铬、铂、钨、铝或铜中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤7具体包括：

沉积所述第二牺牲层；

采用CMP工艺处理所述第二牺牲层的表面；其中，所述CMP工艺截止至所述第四金属互连层的上表面；

或者，所述步骤6之后，所述制备方法还包括：

采用CVD工艺在所述第二互连柱上沉积第三绝缘层；

所述步骤7具体包括：

沉积所述第二牺牲层；

采用CMP工艺处理所述第二牺牲层的表面；其中，所述CMP工艺截止至所述第四金属互连层或者所述第三绝缘层的上表面；

其中，构成所述第三绝缘层的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种；

其中，构成所述第四金属互连层的材料包括金属铝，所述CMOS红外传感结构包括至少两个所述第二互连柱，所述第二互连柱包括至少一个分立互连柱。

8.根据权利要求1所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，所述第一牺牲层由采用热氧化工艺或者CVD工艺制备的氧化硅构成，所述第二牺牲层由采用热氧化工艺或者CVD工艺制备的氧化硅构成；

在所述步骤8之后，所述制备方法还包括：

采用释放工艺刻蚀所述第一牺牲层和所述第二牺牲层，使得所述梁结构和所述吸收板悬空于所述第一介质层，以形成悬空的CMOS红外传感结构。

9.根据权利要求1所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤8具体包括：

采用PVD工艺或者CVD工艺制备所述第五金属互连层；

采用PVD工艺或者CVD工艺在所述第五金属互连层上制备所述第二介质层，并光刻刻蚀所述第二介质层以形成图形化介质层，以及刻蚀所述第五金属互连层以形成所述第二图形化电极结构，以形成所述吸收板；

或者，所述步骤8具体包括：

采用PVD工艺或者CVD工艺制备所述第二介质层；

采用PVD工艺或者CVD工艺在所述第二介质层上制备所述第五金属互连层，并刻蚀所述第五金属互连层以形成所述第二图形化电极结构，以及光刻刻蚀所述第二介质层以形成图形化介质层，以形成所述吸收板；

其中，构成所述第五金属互连层的材料包括钛、氮化钛、钽、氮化钽、钛钨合金、镍铬合金、镍铂合金、镍硅合金、镍、铬、铂、钨、铝或铜中的至少一种，构成所述第二介质层的材料包括由氧化钛、氧化钒、氧化钛钒、硅、锗、锗硅、锗氧硅、非晶碳、石墨烯、钇钡铜氧、铜或铂制备的电阻温度系数大于设定值的材料中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，在制备所述第五金属互连层和所述第二介质层之前，所述步骤8还包括：

采用CVD工艺制备第五介质层并刻蚀所述第五介质层以形成图形化介质层；其中，所述第五介质层为所述吸收板的支撑层，构成所述第五介质层的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种；

和/或，在制备所述第五金属互连层和所述第二介质层之后，所述步骤8还包括：

采用CVD工艺制备第六介质层并刻蚀所述第六介质层以形成图形化介质层；其中，所述第六介质层为所述吸收板的钝化层，构成所述第六介质层的材料包括碳化硅、碳氮化硅、氮化硅、硅、锗、锗硅、非晶碳或氧化铝中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法，其特征在于，构成所述第一加固层的材料包括非晶碳、碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳氮化硅、氧化硅、硅、锗、锗硅、铝、铜、钨、金、铂、镍、铬、钛钨合金、镍铬合金、镍铂合金或镍硅合金中的至少一种；

在所述步骤7之后，还包括：

采用PVD工艺或者CVD工艺在所述第二互连柱的对应位置沉积第二加固层，并刻蚀所述第二加固层以形成对应所述吸收板的加固结构；其中，构成所述第二加固层的材料包括非晶碳、碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳氮化硅、氧化硅、硅、锗、锗硅、铝、铜、钨、金、铂、镍、铬、钛钨合金、镍铬合金、镍铂合金或镍硅合金中的至少一种。

12.一种红外探测器，其特征在于，采用如权利要求1-11任一项所述的基于CMOS工艺的红外探测器的制备方法制备形成，所述红外探测器包括：

所述CMOS测量电路系统和所述CMOS红外传感结构；

所述CMOS测量电路系统上方包括至少一层所述密闭释放隔绝层；

所述CMOS红外传感结构的CMOS制作工艺包括金属互连工艺、通孔工艺、IMD工艺以及RDL工艺，所述CMOS红外传感结构包括至少三层金属互连层、至少四层介质层和多个互连通孔，所述金属互连层至少包括反射层和两层电极层，所述介质层至少包括一层所述密闭释放隔绝层、两层牺牲层和热敏感介质层；其中，所述热敏感介质层用于将其吸收的红外辐射对应的温度变化转化为电阻变化，进而通过所述CMOS测量电路系统将红外目标信号转化成可实现电读出的信号；

所述CMOS红外传感结构包括由所述反射层和所述热敏感介质层构成的谐振腔以及控制热传递的悬空微桥结构，所述悬空微桥结构包括至少一层所述梁结构和至少一层所述吸收板，所述梁结构位于所述吸收板临近所述CMOS测量电路系统的一侧；

所述反射层和所述梁结构之间设置有所述第一互连柱且所述第一互连柱直接电连接所述反射层中的支撑底座和对应的所述梁结构，所述梁结构通过所述第一互连柱和所述支撑底座与所述CMOS测量电路系统电连接；

所述吸收板与所述梁结构之间设置有所述第二互连柱且所述第二互连柱直接电连接对应的所述吸收板和对应的所述梁结构，所述吸收板用于将红外信号转换为电信号并通过所述第二互连柱和对应的所述梁结构与对应的所述第一互连柱电连接。

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