CN116230725B - 基于cmos工艺的红外探测器盲像元和红外探测器 - Google Patents

基于cmos工艺的红外探测器盲像元和红外探测器 Download PDF

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Abstract

本公开涉及基于CMOS工艺的红外探测器盲像元和红外探测器，该盲像元形成于CMOS测量电路系统上，与CMOS有效像元同步制备；CMOS测量电路系统包括集成电路基板，盲像元用于调节有效像元两端的电流或电压；盲像元包括：位于集成电路基板上的反射层、热敏板和柱状结构；柱状结构位于反射层和热敏板之间，反射层包括支撑底座，热敏板通过柱状结构和支撑底座与集成电路基板电连接；热敏板不具有梁结构，相邻盲像元之间电连接。由此提供一种CMOS工艺下红外探测器的盲像元，且其可与CMOS有效像元同步制备形成，无需增加额外的工艺步骤，流程简单；且二者膜层结构相同，响应于相同环境参数的变化一致，可提升红外探测准确性，通过电连接提升对集成电路基板的适用性。

Description

基于CMOS工艺的红外探测器盲像元和红外探测器
技术领域
本公开涉及红外探测技术领域，尤其涉及一种基于CMOS工艺的红外探测器盲像元和红外探测器。
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，更小的线宽以及更薄的膜厚，不利于实现芯片的小型化。
另外，与红外传感器结构中的有效像元进行跨阻放大用的电阻结构通常与红外传感器采用不同的工艺步骤形成，导致红外探测器在应用时电阻结构和红外传感器结构响应于环境参数的变化不一致，从而影响红外探测准确性。
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，本公开提供了一种基于CMOS工艺的红外探测器盲像元和红外探测器，以提供一种CMOS工艺下红外探测器盲像元的结构，且该盲像元可与CMOS有效像元同步制备形成，无需增加额外的工艺步骤，工艺流程较简单；且二者膜层结构相同，响应于相同环境参数的变化一致，进而提升红外探测准确性。
本公开提供了一种基于CMOS工艺的红外探测器盲像元，形成于CMOS测量电路系统上，所述盲像元与CMOS有效像元同步制备；所述CMOS测量电路系统包括集成电路基板，所述盲像元用于调节所述有效像元两端的电流或电压；
所述盲像元包括：位于所述集成电路基板上的反射层、热敏板和柱状结构；所述柱状结构位于所述反射层和所述热敏板之间，所述反射层包括支撑底座，所述热敏板通过所述柱状结构和所述支撑底座与所述集成电路基板电连接；
所述热敏板为不具有梁结构的板状结构。
在一些实施例中，所述热敏板包括沿远离所述集成电路基板的方向依次层叠的支撑层、热敏层以及钝化层，还包括与所述热敏层接触并位于所述热敏层至少一侧的电极层；
所述支撑层用于支撑所述热敏层、电极层以及所述钝化层；
所述热敏层用于基于自身电阻变化实现所述盲像元的调节作用；
所述电极层用于调节所述热敏层的电阻；
所述钝化层用于保护所述热敏层和所述电极层。
在一些实施例中，所述柱状结构采用单层立柱；或者，所述柱状结构采用叠加设置的至少两层立柱；
每层所述立柱均可为实心金属柱、非金属实心柱或空心柱中的至少一种，构成所述非金属实心柱的侧壁的材料和构成所述空心柱的侧壁的材料均包括金属。
在一些实施例中，同一所述盲像元内，柱状结构的数量为两个；
单个柱状结构的平面尺寸等于或大于CMOS有效像元中的单个柱状结构的平面尺寸的两倍。
在一些实施例中，所述盲像元的平面形状为四边形，两个所述柱状结构位于所述盲像元的相对两边；且
沿第一方向，单个所述柱状结构的宽度等于或大于对应热敏板宽度的1/4，且小于所述热敏板宽度的1/2；
沿第二方向，单个所述柱状结构的宽度等于或大于对应热敏板宽度的1/2，且小于所述热敏板的宽度；
所述第一方向为同一所述盲像元内的两个柱状结构的连线方向，所述第二方向垂直于所述第一方向。
在一些实施例中，所述盲像元的平面形状为多边形；
第一柱状结构位于所述盲像元的一顶角位置处，第二柱状结构半包围所述第一柱状结构，且拐角位于所述盲像元的另一顶角位置处；
所述第一柱状结构和所述第二柱状结构分别为同一所述盲像元内的两个所述柱状结构中的一个。
在一些实施例中，该盲像元还包括牺牲层；
所述牺牲层用于使所述盲像元形成镂空结构，构成所述牺牲层的材料是氧化硅，采用post-CMOS工艺腐蚀所述牺牲层；
所述post-CMOS工艺采用气相氟化氢、四氟化碳和三氟甲烷中的至少一种对所述牺牲层进行腐蚀。
在一些实施例中，该盲像元还包括密闭隔绝层；
所述密闭隔绝层至少覆盖所述集成电路基板、所述支撑底座以及所述柱状结构的暴露表面；
所述密闭隔绝层用于在制作所述盲像元的刻蚀过程中，保护所述集成电路基板、所述支撑底座以及所述柱状结构不受工艺影响；以及用于在制作有效像元的刻蚀过程中，保护所述CMOS测量电路系统不受工艺影响。
在一些实施例中，所述热敏板临近所述集成电路基板的表面对应所述柱状结构所在位置呈阶梯状，所述热敏板未与所述柱状结构接触的表面高于所述热敏板与所述柱状结构接触的表面。
在一些实施例中，所述热敏板至少包括第一层热敏板和第二层热敏板，所述第一层热敏板位于所述第二层热敏板远离所述集成电路基板的一侧；
所述第一层热敏板与所述第二层热敏板之间设置所述柱状结构，所述柱状结构用于支撑所述第一层热敏板。
本公开还提供了一种基于CMOS工艺的红外探测器，包括上述任一种盲像元，还包括CMOS有效像元；
所述盲像元与所述有效像元采用CMOS工艺同步制备。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
（1）本公开实施例提供的红外探测器像元中利用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；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；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特征结构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，更利于电路片调整性能，更利于产业化批量生产；
（2）通过设置盲像元形成于CMOS测量电路系统上，盲像元与CMOS有效像元同步制备，共同构成CMOS红外传感结构；CMOS测量电路系统包括集成电路基板，盲像元用于调节有效像元两端的电流或电压；盲像元包括：位于集成电路基板上的反射层、热敏板和柱状结构；柱状结构位于反射层和热敏板之间，反射层包括支撑底座，热敏板通过柱状结构和支撑底座与集成电路基板电连接；热敏板为不具有梁结构的板状结构，实现了一种电阻结构，由此提供了一种CMOS工艺下红外探测器盲像元的结构，且该盲像元可与CMOS有效像元同步制备形成，无需增加额外的工艺步骤，工艺流程较简单；且二者膜层结构相同，响应于相同环境参数的变化一致，进而提升红外探测准确性；
（3）通过设置盲像元之间电连接，例如串联和/或并联，串联或并联的盲像元实质相当于串联或并联的电阻，以使电连接后接入集成电路基板的等效电阻能够满足电路需求，以及能够适用于多种集成电路，即不同的集成电路均可以通过该串并联方式来实现；同时，能够尽可能的增大盲像元中热敏材料的有效面积，从而减小1/f噪声；能够使得较长的电阻盲像元分为多个较短的电阻盲像元，从而使得结构上更稳定；还能够使得金属柱子体积所占比例更多，导热也更好，有利于无挡片结构的实现；同时，可以通过调节电阻，来实现整体电路功耗的调节，可以有效减小电路功耗。
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，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开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为本公开实施例的一种CMOS测量电路系统的结构示意图；
图2为本公开实施例的一种盲像元的结构示意图；
图3为本公开实施例的另一种盲像元的结构示意图；
图4为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图5为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图6为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图7为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图8为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图9为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图10为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图11为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图12为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图13为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图14为本公开实施例的又一种盲像元的结构示意图；
图15为本公开实施例提供的一种盲像元之间连接的结构示意图；
图16为本公开实施例提供的另一种盲像元之间连接的结构示意图；
图17为本公开实施例提供的又一种盲像元之间连接的结构示意图；
图18为本公开实施例提供的又一种盲像元之间连接的结构示意图；
图19为本公开实施例提供的又一种盲像元之间连接的结构示意图；
图20为本公开实施例提供的又一种盲像元之间连接的结构示意图；
图21为本公开实施例提供的又一种盲像元之间连接的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开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公开，但本公开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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
首先，结合图1，对本公开实施例提供的红外探测器的CMOS测量电路系统的工作原理进行说明。示例性地，图1为本公开实施例提供的一种CMOS测量电路系统的结构示意图。参照图1，CMOS测量电路系统包括偏压产生电路7、列级模拟前端电路8和行级电路9，偏压产生电路7的输入端连接行级电路9的输出端，列级模拟前端电路8的输入端连接偏压产生电路7的输出端，行级电路9中包括行级镜像像元Rsm和行选开关K1，列级模拟前端电路8中包括盲像元RD；其中，行级电路9分布在每个像素内并根据时序产生电路的行选通信号选取待处理信号，并在偏压产生电路7的作用下输出电流信号至列级模拟前端电路8以进行电流电压转换输出；行级电路9受行选开关K1控制而被选通时向偏压产生电路7输出第三偏置电压VRsm，偏压产生电路7根据输入的恒压及第三偏置电压VRsm输出第一偏置电压V1和第二偏置电压V2，列级模拟前端电路8根据第一偏置电压V1和第二偏置电压V2得到两路电流，并对所产生的两路电流之差进行跨阻放大并作为输出电压输出。
具体地，行级电路9包括行级镜像像元Rsm和行选开关K1，行级电路9用于根据行选开关K1的选通状态生成第三偏置电压VRsm。示例性地，行级镜像像元Rsm可以进行遮光处理，使行级镜像像元Rsm受到温度恒等于衬底温度的遮光片的固定辐射，行选开关K1可以用晶体管实现，行选开关K1闭合，行级镜像像元Rsm与偏压产生电路7的连接，即行级电路9受行选开关K1控制而被选通时向偏压产生电路7输出第三偏置电压VRsm。偏压产生电路7可以包括第一偏压产生电路71和第二偏压产生电路72，第一偏压产生电路71用于根据输入的恒压生成第一偏置电压V1，输入的恒压例如可以为电压恒定的正电源信号。第二偏压产生电路72可以包括偏压控制子电路721和多个选通驱动子电路722，偏压控制子电路721用于根据第三偏置电压VRsm控制选通驱动子电路722分别产生对应的第二偏置电压V。
列级模拟前端电路8包括多个列控制子电路81，列控制子电路81与选通驱动子电路722对应设置，示例性地，可以设置列控制子电路81与选通驱动子电路722一一对应设置，选通驱动子电路722用于根据其自身的选通状态向对应的列控制子电路81提供第二偏置电压V2。示例性地，可以设置选通驱动子电路722被选通时，选通驱动子电路722向对应的列控制子电路81提供第二偏置电压V2；选通驱动子电路722未被选通时，选通驱动子电路722停止向对应的列控制子电路81提供第二偏置电压V2。
列级模拟前端电路8包括有效像元RS和盲像元RD，列控制子电路用于根据第一偏置电压V1和盲像元RD产生第一电流I1，以及根据第二偏置电压V2和有效像元RS产生第二电流I2，并对第一电流I1与第二电流I2的差值进行跨阻放大后输出，行级镜像像元Rsm与有效像元RS在相同环境温度下的温度漂移量相同。
示例性地，行级镜像像元Rsm与CMOS测量电路系统之间热绝缘，且对行级镜像像元Rsm进行遮光处理，行级镜像像元Rsm受到来自温度恒等于衬底温度的遮光片的固定辐射。有效像元RS的吸收板10与CMOS测量电路系统之间热绝缘，且有效像元RS接受外部辐射。行级镜像像元Rsm与有效像元RS的吸收板10都与CMOS测量电路系统之间热绝缘，因此行级镜像像元Rsm与有效像元RS均具有自热效应。
通过行选开关K1选通对应的行级镜像像元Rsm时，行级镜像像元Rsm与有效像元RS均由于焦耳热而发生阻值变化，但行级镜像像元Rsm与有效像元RS受到同样的固定辐射时，行级镜像像元Rsm与有效像元RS的阻值相同，二者的温度系数也相同，二者在相同环境温度下的温度漂移量相同，两者的变化同步，有利于利用行级镜像像元Rsm与有效像元RS在相同环境温度下的温度漂移量相同的特性，有效补偿行级镜像像元Rsm与有效像元RS由于自热效应而发生的阻值变化，实现读出电路的稳定输出。
另外，通过设置第二偏压产生电路7包括偏压控制子电路721和多个选通驱动子电路722，偏压控制子电路721用于根据行控制信号控制选通驱动子电路722分别产生对应的第二偏置电压V2，使得每行像素均有一路驱动单独驱动该行的像素整列，降低了对第二偏置电压V2的要求，即提高了偏压产生电路7的驱动能力，有利于利用读出电路驱动更大规模的红外探测器像素阵列。另外，CMOS测量电路系统的其他细节工作原理为本领域技术人员公知内容，这里不再赘述。
本公开实施例中，通过设置盲像元形成于CMOS测量电路系统上，盲像元与CMOS有效像元同步制备，CMOS红外传感结构可包括盲像元、有效像元以及镜像像元；CMOS测量电路系统包括集成电路基板，盲像元用于调节有效像元两端的电流或电压；盲像元包括：位于集成电路基板上的反射层、热敏板和柱状结构；柱状结构位于反射层和热敏板之间，反射层包括支撑底座，热敏板通过柱状结构和支撑底座与集成电路基板电连接；热敏板为不具有梁结构的板状结构，实现了一种电阻结构，由此提供了一种CMOS工艺下红外探测器盲像元的结构，且该盲像元可与CMOS有效像元同步制备形成，无需增加额外的工艺步骤，工艺流程较简单；且二者膜层结构相同，响应于相同环境参数的变化一致，进而提升红外探测准确性。
示例性地，图2为本公开实施例的一种盲像元的结构示意图。参照图2，该基于CMOS工艺的红外探测器盲像元，形成于CMOS测量电路系统上，盲像元与CMOS有效像元可采用相同的工艺同步制备而成；CMOS测量电路系统包括集成电路基板10，该盲像元形成于集成电路基板10上，相当于一个电阻结构，用于调节有效像元两端的电流或电压；具体的，盲像元用于在桥电路或半桥电路中分压，以达到调节有效像元两端电流或电压的目的。
下面分别结合柱状结构、牺牲层和盲像元之间的电连接，对本公开实施例提供的盲像元进行示例性说明。
继续参照图2，该盲像元可包括：位于集成电路基板10上的反射层11、热敏板12和柱状结构13；柱状结构13位于反射层11和热敏板12之间，反射层11包括支撑底座111，热敏板12通过柱状结构13和支撑底座111与集成电路基板10电连接；热敏板12为不具有梁结构的板状结构。该盲像元与有效像元的区别点在于结构不同，即有效像元具有梁结构，针对红外光的吸收板通过梁结构连接到柱状结构上；而该盲像元没有梁结构，是整块热敏板直接连接在柱状结构上。
其中，反射层11、热敏板12和柱状结构13所采用的材料及制备工艺均与有效像元相同，且可采用本领域技术人员可知的任一种材料和工艺；区别仅在于：盲像元与有效像元在相关功能膜层进行图案化时的图案不同，以形成具有梁结构的有效像元，同步形成不具有梁结构的盲像元。
在一些实施例中，继续参照图2，热敏板12包括沿远离集成电路基板10的方向依次层叠的支撑层121、热敏层122以及钝化层123，还包括与热敏层122接触并位于热敏层122至少一侧的电极层141；支撑层121用于支撑热敏层122、电极层141以及钝化层123；热敏层122用于基于自身电阻变化实现盲像元的调节作用；电极层141用于调节热敏层122的电阻；钝化层123用于保护热敏层122和电极层141。
其中，图2中示出的电极层141位于热敏层122的背离支撑层121的一侧；在其他实施方式中，电极层141还可位于热敏层122的朝向支撑层121的一侧，或分列于热敏层121的两侧，在此不限定。
其中，图2中示出的柱状结构13为空心柱，该空心柱的侧壁具有导电层，以通过支撑底座111电连接集成电路基板10，以及通过电极层141电连接热敏层122。该结构下，为了增强柱状结构13的稳固性以增强盲像元的结构稳定性，进而增强红外探测器的结构稳定性和性能稳定性，还可设置加固层142。该加固层142可设置于柱状结构13中导电层的至少一侧面，不仅用于稳固支撑，还可用于进行电连接，以实现集成电路基板10与热敏板12之间的信号传输，并有利于减少信号损耗，提高信号准确性。
其中，支撑层121、热敏层122、钝化层123、电极层141以及加固层142所采用的材料及制备工艺均与有效像元相同，且可采用本领域技术人员可知的任一种材料和工艺；区别仅在于：盲像元与有效像元在相关功能膜层进行图案化时的图案不同，以形成具有梁结构的有效像元，同步形成不具有梁结构的盲像元。
图2示出的盲像元结构中，通过设置柱状结构13为单层的空心柱，可实现导热更小，减小由其产生的热辐射对热敏板12的电信号的影响，有利于提高探测性能。
在其他实施方式中，柱状结构13还可为其他结构形式。
在一些实施例中，柱状结构13采用单层立柱；或者，柱状结构13采用叠加设置的至少两层立柱；每层立柱均可为实心金属柱、非金属实心柱或空心柱中的至少一种，构成非金属实心柱的侧壁的材料和构成空心柱的侧壁的材料均包括金属。
示例性的，由于在制备过程中，可基于有效像元的结构，同步形成盲像元的结构。由此，盲像元中的柱状结构可与有效像元中的柱状结构相同。示例性的，当有效像元的柱状结构为单层立柱时，盲像元的柱状结构也为对应的单层立柱；当有效像元的柱状结构为至少两层叠加设置的立柱时，盲像元的柱状结构也为对应的至少两层叠加设置的立柱；当有效像元的立柱为实心金属柱时，盲像元的立柱也为对应的实心金属柱，其他结构形式同理相同。由此，在形成有效像元的同时同步形成盲像元，从而不增加额外的工艺步骤；且由于盲像元不具有梁结构，还使得图案化时所用掩膜板在对应位置处的图形简单，有利于降低成本，以及有利于提高成品良率。
本公开实施例中，可利用实心金属柱支撑在支撑底座与热敏板之间，由于实心金属柱的支撑性能较稳定，基于此，有利于提高支撑底座与热敏板之间的支撑稳定性，从而有利于提高盲像元的结构稳定性，进而有利于提高红外探测器的整体结构稳定性；同时，实心金属柱的电阻相对较小，有利于减小热敏板与CMOS测量电路系统之间进行电信号传输过程中的信号损失，提升红外探测器的探测性能；此外，实心金属柱的尺寸更易精确控制，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。
和/或，可利用非金属实心柱支撑在支撑底座与热敏板之间，该非金属实心柱的侧壁和底部由金属材料形成，由侧壁包围的空间内填充非金属材料，一方面可减小柱状结构导热，有利于减小柱状结构的热辐射对热敏板的电信号的影响，有利于提高探测性能；另一方面通过在侧壁包围的空间内填充非金属材料，有利于提高柱状结构的力学稳定性，从而提升柱状结构在支撑底座与热敏板之间的支撑稳定性，有利于提升红外探测器像元以及包括该红外探测器像元的红外探测器的整体结构稳定性，从而实现兼顾较好的结构稳定性和探测性能。
和/或，可利用空心柱支撑在支撑底座与热敏板之间，且空心柱的侧壁由金属和介质组合的形式构成，在确保柱状结构实现热敏板通过支撑底座与CMOS测量电路系统之间的电连接的同时，可利用空心柱的结构减少柱状结构导热，从而降低由柱状结构产生的热辐射对热敏板生成的电信号的影响，有利于提升红外探测器像元以及包括该红外探测器像元的红外探测器的探测性能。
本公开实施例中，还可采用叠加设置的至少两层立柱的柱状结构，且每层立柱均可为实心金属柱、非金属实心柱或空心柱中的至少一种，构成非金属实心柱的侧壁的材料和构成空心柱的侧壁的材料均包括金属，能够在柱状结构的整体高度满足需求且实现热敏板与支撑底座之间的电连接的同时，减小各层立柱的高度，由于立柱的高度越低，其陡直度越好，由此，较易形成陡直度较好的各层立柱，从而使得柱状结构整体的陡直度较好，其整体尺寸可做到更小，如此有利于减小柱状结构所占空间，从而增大热敏板的有效面积，进而提高占空比，提高探测灵敏度。
在上述实施方式中，柱状结构可采用相关技术中的四个柱子分立并单独支撑，如图3所示；也可对柱子进行改进，例如将同一侧电极对应的两个柱子连接在一起，形成大于原来的两个柱子尺寸的一个柱子，以图中示出的方位为例，针对单个盲像元，可设置上下两个柱子，如图4或图5所示；也可设置左右两个柱子，如图6所示；还可设置原来的三个柱子连成一个柱子，如图7所示。
本公开实施例中，通过设置柱状结构在盲像元中相对于在有效像元中具有更大的尺寸，可使力学结构更加稳定，更能保证结构的完整性和稳固性；同时，由于柱状结构的尺寸较大，还能够使得电阻更小，从而噪声相对也会减小，有利于探测性能的提高；且导热更好，受衬底、自热温升、热辐射等因素影响更小，可减小温漂，能够实现无挡片探测；以及由于柱状结构的尺寸较大，尺寸上对工艺要求更宽松，相对于单个柱子尺寸较小的结构，该结构在工艺上更容易实现；由此，柱状结构的平面面积尽可能大。
下面对柱状结构的分布和尺寸进行示例性说明。
在一些实施例中，如图4-图6任一图所示，同一盲像元内，柱状结构13的数量为两个；单个柱状结构13的平面尺寸（即在图中XY平面内的尺寸）等于或大于CMOS有效像元中的单个柱状结构13的平面尺寸的两倍，有效像元的柱状结构的尺寸可参照图3理解。
示例性的，对比图4和图3，盲像元中的单个柱状结构在Y方向的宽度与有效像元的单个柱状结构在Y方向的宽度可相等；盲像元中的单个柱状结构在X方向的宽度大于有效像元的单个柱状结构在X方向的宽度的两倍。
或者，对比图5和图3，盲像元中的单个柱状结构在Y方向的宽度大于有效像元的单个柱状结构在Y方向的宽度；盲像元中的单个柱状结构在X方向的宽度大于有效像元的单个柱状结构在X方向的宽度的两倍。
或者，对比图6和图3，盲像元中的单个柱状结构在Y方向的宽度大于有效像元的单个柱状结构在Y方向的宽度的两倍；盲像元中的单个柱状结构在X方向的宽度等于有效像元的单个柱状结构在X方向的宽度。
本公开实施例中，盲像元相对于有效像元而言，通过增大柱状结构的尺寸，还能够降低对掩膜板设计难度的要求，从而降低成本，提高产品良率。
在一些实施例中，继续参照图4或图5，盲像元的平面形状为四边形（例如矩形），两个柱状结构13位于盲像元的相对两边；且沿第一方向（例如图4和图5中的Y方向），单个柱状结构13的宽度等于或大于对应热敏板12宽度的1/4，且小于热敏板12宽度的1/2；沿第二方向（例如图4和图5中的X方向），单个柱状结构13的宽度等于或大于对应热敏板12宽度的1/2，且小于热敏板12的宽度；第一方向为同一盲像元内的两个柱状结构13的连线方向，第二方向垂直于第一方向。
由此使得盲像元内柱状结构13的平面尺寸较大，从而实现上述提高稳固性、提高探测性能、无挡片探测以及降低工艺难度等效果。
在一些实施例中，如图7所示，盲像元的平面形状为多边形（图中以四边形示出）；第一柱状结构13位于盲像元的一顶角位置处，例如图7中的右下角位置处；第二柱状结构13半包围第一柱状结构13，且拐角位于盲像元的另一顶角位置处，例如图7中的左上角位置处；第一柱状结构13和第二柱状结构13分别为同一盲像元内的两个柱状结构13中的一个。
本公开实施例中，盲像元中柱状结构的数量为两个，其中一个相对于有效像元的柱状结构尺寸增大至少一倍；另一个相当于将有效像元中的三个柱状结构连接在一起而形成的一个柱状结构，由此增大了盲像元内的柱状结构的平面尺寸，实现上述提高稳固性、提高探测性能、无挡片探测以及降低工艺难度等效果。
在一些实施例中，该盲像元还包括牺牲层；牺牲层用于使盲像元形成镂空结构，构成牺牲层的材料是氧化硅，采用post-CMOS工艺腐蚀牺牲层；post-CMOS工艺采用气相氟化氢、四氟化碳和三氟甲烷中的至少一种对牺牲层进行腐蚀。
具体的，牺牲层释放后利用支撑层支撑热敏板的上方膜层。
在一些实施例中，该盲像元还包括密闭隔绝层（即密闭释放隔绝层）15；密闭隔绝层15至少覆盖集成电路基板10、支撑底座以及柱状结构13的暴露表面；密闭隔绝层15用于在制作盲像元的刻蚀过程中，保护集成电路基板10、支撑底座以及柱状结构13不受工艺影响；以及用于在制作有效像元的刻蚀过程中，保护CMOS测量电路系统不受工艺影响。
可选地，密闭隔绝层15位于集成电路基板10和盲像元之间的界面和/或位于盲像元中，密闭隔绝层15用于在进行腐蚀工艺释放牺牲层时保护集成电路基板10以及盲像元中的结构不受侵蚀，密闭隔绝层15采用的CMOS工艺抗腐蚀材料包括硅、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。
示例性地，密闭隔绝层15位于盲像元中，密闭隔绝层15例如可以位于反射层11的金属互连层（也称为“金属层”）的上方，密闭隔绝层15包覆柱状结构13，通过设置密闭隔绝层15包覆柱状结构13，一方面可以利用密闭隔绝层15作为柱状结构13处的支撑，提高了柱状结构13的稳定性，保证柱状结构13与热敏板12以及支撑底座111的电连接。另一方面，包覆柱状结构13的密闭隔绝层15可以减少柱状结构13与外界环境的接触，减少柱状结构13与外界环境的接触电阻，进而减少盲像元的噪声，提高红外探测器的探测灵敏度。另外，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，反射层11作为谐振腔的反射层，牺牲层位于反射层11和热敏板12之间，设置位于反射层11上的至少一层密闭隔绝层15选择硅、锗、硅锗合金、非晶硅、非晶锗或非晶硅锗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，进而减小牺牲层的厚度，减小氧化硅构成的牺牲层的释放难度。另外，设置密闭隔绝层15与柱状结构13形成密闭结构，将集成电路基板10与牺牲层完全隔开，实现对集成电路基板10的保护。
或者，密闭隔绝层15位于集成电路基板10和盲像元之间的界面，例如密闭隔绝层15位于反射层11和集成电路基板10之间，即密闭隔绝层15位于反射层11的金属互连层的下方，支撑底座111通过贯穿密闭隔绝层15的通孔与集成电路基板10电连接。具体地，由于集成电路基板10和盲像元均采用CMOS工艺制备形成，当制备形成集成电路基板10后，将制备形成包含有集成电路基板10的晶圆传输至下一道工艺制备形成盲像元，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，所以为了释放所述牺牲层氧化硅时不会腐蚀所述CMOS测量电路系统上的氧化硅介质，设置了密闭隔绝层15。在制备形成集成电路基板10后，在集成电路基板10上制备形成密闭隔绝层15，利用密闭隔绝层15对集成电路基板10进行保护，而为了保证支撑底座111与集成电路基板10的电连接，在制备形成密闭隔绝层15后，在密闭隔绝层15对应支撑底座111的区域采用刻蚀工艺形成通孔，通过通孔实现支撑底座111与集成电路基板10的电连接。另外，设置密闭隔绝层15与支撑底座111形成密闭结构，将集成电路基板10与牺牲层完全隔开，实现对集成电路基板10的保护。
或者，在红外探测器中，集成电路基板10和盲像元之间的界面设置有至少一层密闭隔绝层15，且盲像元中设置有至少一层密闭隔绝层15，即反射层11和集成电路基板10之间设置有至少一层密闭隔绝层15，且反射层11上设置有至少一层密闭隔绝层15，效果同上，这里不再赘述。
示例性地，构成密闭隔绝层15的材料可以包括硅、锗、硅锗合金、非晶硅、非晶锗、非晶硅锗、非晶碳、碳化硅、碳化硅、氧化铝、氮化硅或碳氮化硅中的至少一种，密闭隔绝层15的厚度大于等于100 Å，小于等于2000 Å。具体地，硅、锗、硅锗合金、非晶硅、非晶锗、非晶硅锗、非晶碳、碳化硅、碳化硅、氧化铝、氮化硅和碳氮化硅均为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，因此密闭隔绝层15可以用于在进行腐蚀工艺释放牺牲层时保护集成电路基板10不受侵蚀。另外，密闭隔绝层15覆盖集成电路基板10设置，密闭隔绝层15还可以用于在制作盲像元的刻蚀过程中，保护集成电路基板10不受工艺影响。另外，当反射层11上设置有至少一层密闭隔绝层15时，设 置构成密闭隔绝层15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、碳化硅、氧化铝、氮化硅或碳氮化硅中的至少一种，第一介质层的厚度大于100 Å，小于等于2000 Å，在设置密闭隔绝层15提高柱状结构13稳定性的同时，密闭隔绝层15几乎不会影响谐振腔内的反射过程，可以避免密闭隔绝层15影响谐振腔的反射过程，进而避免密闭隔绝层15对红外探测器探测灵敏度的影响。
在一些实施例中，如图8所示，热敏板12临近集成电路基板10的表面对应柱状结构13所在位置呈阶梯状，热敏板12未与柱状结构13接触的表面高于热敏板12与柱状结构13接触的表面，由此形成台阶型盲像元，且有效降低牺牲层中间区域的凹陷程度，优化整个红外探测器的平坦化程度。
具体的，牺牲层需要采用CMP(Chemical Mechanical Polishing，化学机械抛光)工艺实现平坦化，若设置热敏板10与牺牲层上表面接触的表面齐平于热敏板10与柱状结构13接触的表面，则牺牲层的CMP工艺的抛光终止界面与柱状结构13的上表面齐平，由于CMP工艺中的化学试剂以及研磨工艺参数不易调配和控制，会导致图8中间区域内牺牲层的表面低于其它区域牺牲层的表面，即导致牺牲层的中间形成凹陷区域，影响红外探测器后续制备膜层的平坦化程度。
本公开实施例可以利用牺牲层形成热敏板12对应的阶梯状结构，即实现热敏板12临近集成电路基板10的表面对应柱状结构13所在位置呈阶梯状，热敏板12未与柱状结构13接触的表面高于热敏板12与柱状结构13接触的表面，牺牲层对应的CMP工艺的抛光终止界面高于柱状结构13的上表面，能够有效降低牺牲层中间区域的凹陷程度，优化整个红外探测器的平坦化程度。从另一个角度来讲，反射层11和热敏板12之间设置有待释放的牺牲层，热敏板12通过牺牲层形成的通孔与柱状结构13电连接，也可以设置该通孔四周的牺牲层的表面高于该通孔的底部表面，以实现在释放掉牺牲层后热敏板12临近集成电路基板10的表面对应柱状结构13所在位置呈阶梯状，热敏板12未与柱状结构13接触的表面高于热敏板12与柱状结构13接触的表面，进而有效降低牺牲层中间区域的凹陷程度，优化整个红外探测器的平坦化程度。
同时，该台阶型盲像元与对应的台阶型有效像元采用相同的工艺同步制备形成，无需增加额外的工艺步骤。
在一些实施例中，如图9所示，热敏板12至少包括第一层热敏板和第二层热敏板，第一层热敏板位于第二层热敏板（即中间结构）远离集成电路基板10的一侧；第一层热敏板与第二层热敏板之间设置柱状结构13，柱状结构13用于支撑第一层热敏板12，由此形成双层盲像元。
具体的，柱状结构13设置在支撑底座111与第二层热敏板之间，以支撑并连接第二层热敏板，以及柱状结构13还设置在第二层热敏板与第一层热敏板之间，以支撑并连接第一层热敏板；由此使得第一层热敏板通过柱状结构13、第二层热敏板以及支撑底座111连接至集成电路基板10。
其中，以图9中的方位为例，该盲像元还可包括位于热敏层122中间区域上方的第一辅助结构144和位于热敏层122边角位置处的第二辅助结构143，第一辅助结构144用于保护热敏层122在刻蚀形成电极层123的过程中避免刻蚀，第二辅结构143起到辅助支撑加固的作用，以提升结构整体稳定性。
其中，两层热敏板均可设置台阶，柱状结构可为上述实施方式中的任一种柱状结构。
同时，该双层盲像元与对应的双层有效像元采用相同的工艺同步制备形成，无需增加额外的工艺步骤。
在其他实施方式中，还可形成多层盲像元结构，其与多层有效像元采用相同的工艺同步制备形成，无需增加额外的工艺步骤。
在一些实施例中，牺牲层还可保留，即不释放牺牲层，由此避免了由于释放牺牲层而带来的风险。具体的，牺牲层不释放会使得盲像元的导热更好，受衬底、自热温升、热辐射等因素影响更小，可减小温漂，更容易实现无挡片探测；同时，由于牺牲层可对热敏板进行支撑，还可使得力学性能更加稳定，更能保证结构的完整性和稳固性；由于不释放牺牲层，可以减小释放工艺造成的不确定因素，于工艺和结构来说有极大的优势，且能有效避免释放造成的不均匀性，红外探测器整体结构的一致性也更好；以及实现难度较低，可直接利用密闭隔绝层或介质层即可实现对牺牲层的多层保护。
示例性地，如图10或图11所示，该盲像元包括：热敏板12、柱状结构13和牺牲层16；热敏板12通过柱状结构13与集成电路基板10电连接；构成牺牲层16的材料是氧化硅，牺牲层16保留在热敏板12与集成电路基板10之间的至少部分空间内。
具体的，图10和图11中，牺牲层全部保留。在其他实施方式中，考虑工艺图形化原因，还可去除部分牺牲层，即保留部分牺牲层，在此不限定。
其中，虽然在盲像元中的牺牲层保留，但是有效像元中的牺牲层需去除，因此可利用盲像元中的已有膜层作为牺牲层的保护层，以实现在去除有效像元中的牺牲层时对盲像元中的牺牲层进行保护。
示例性的，参考图9、图10和图11，可采用密闭绝缘层作为其中一层保护层、支撑层和钝化层作为另一保护层。以图10为例，实现双层保护；以图11为例，实现三层保护。其中，在上的热敏板对应的支撑层和钝化层可保护整体结构不被VHF腐蚀；密闭绝缘层可包括集成电路基板、支撑底座以及柱状结构不被VHF腐蚀；图11中的中间位置处的支撑层和钝化层可以保护第二层热敏板（即中间结构）及以下结构不被VHF腐蚀。
在一些实施例中，结合图10和图12，或者结合图11或图12，牺牲层16保留在热敏板12与集成电路基板10之间的全部空间内，由保护层17进行保护；针对相邻的盲像元，所有相邻盲像元的牺牲层16整体保留，对应的，保护层17为完整的整片膜层；而有效像元的对应保护层则需要针对每个有效像元蚀刻开，以便去除对应有效像元的牺牲层。
示例性地，对于相邻盲像元，对应的牺牲层16设置为完整的同一块牺牲层16，同时对应的保护层17是整片连在一起的，相邻盲像元之间没有间隙，而只在盲像元与有效像元相邻的位置处将保护层17蚀刻开。
示例性的，如图12所示，盲像元阵列为8×4的阵列，32个盲像元的保护层是一体的，其从整体外形来看是连在一起的，只在与有效像元（即最下两行像元）相邻的最外侧一圈才会蚀刻开，以实现在保留盲像元的牺牲层的同时，不影响有效像元的牺牲层释放。
由此，相邻盲像元所组成的盲像元阵列中各盲像元均处于同一状态。通过设置盲像元阵列整体保留牺牲层，且由保护层17进行整片保护，可以减小因释放造成氧化硅有残留或腐蚀而带来的非均匀性，从而保证盲像元之间的一致性更好。
在一些实施例中，针对相邻的盲像元，所有相邻盲像元的热敏板可为同一块完整的热敏板，即整体盲像元阵列的热敏板是可以连在一起的，对应一整块热敏板，由此简化结构以及形成工艺。
在一些实施例中，柱状结构13采用叠加设置的至少两层立柱；每层立柱均可为实心金属柱、非金属实心柱或空心柱中的至少一种，构成非金属实心柱的侧壁的材料和构成空心柱的侧壁的材料均包括金属，具体可参见上文，在此不赘述。
其中，当柱状结构13采用两层或更多层立柱时，靠近集成电路基板10的柱状结构13所对应的牺牲层至少部分保留，即以图中的方位为例，在下层的牺牲层不释放，而上层的牺牲层可释放。
在一些实施例中，盲像元之间还可电连接，例如串联或并联。串联或并联的盲像元实质相当于串联或并联的电阻，以使电连接后接入集成电路基板的等效电阻能够满足电路需求，以及能够适用于多种集成电路，即不同的集成电路均可以通过该串并联方式来实现；同时，能够尽可能的增大盲像元中热敏材料的有效面积，从而减小1/f噪声；能够使得较长的电阻盲像元分为多个较短的电阻盲像元，从而使得结构上更稳定；还能够使得金属柱子体积所占比例更多，导热也更好，有利于无挡片结构的实现；同时，可以通过调节电阻，来实现整体电路功耗的调节，可以有效减小电路功耗。
示例性的，盲像元之间的连接，可包括相同盲像元之间的连接，其相当于等值电阻之间的连接；也可包括不相同的盲像元之间的连接，其相当于不等值电阻之间的连接，可基于电路需求设置，在此不限定。
示例性的，如图13所示，示出了盲像元并联的结构；如图14所示，示出了盲像元串联的结构。其中，131代表第一柱状结构，132代表第二柱状结构。图13中，第一柱状结构131和第二柱状结构132分别对应链接，实现盲像元之间的并联，且通过外侧的连接线接入集成电路基板。图14中，位于中间的盲像元的第一柱状结构131和第二柱状结构132分别连接右侧盲像元的第一柱状结构131和左侧盲像元的第二柱状结构132，实现盲像元之间的串联，同样可通过外侧的连接线接入集成电路基板。
结合上文，盲像元的膜层结构可包括反射层11、柱状结构13和电极层141；可通过反射层11、柱状结构13或电极层141实现盲像元之间的电连接。当柱状结构13为叠加设置的至少两层立柱时，可通过其中至少一层立柱实现盲像元之间的电连接。
在一些实施例中，集成电路基板10内部包括金属连线层；还可基于金属连线层的内部连接实现盲像元之间的电连接，以实现电阻调节，在此不限定。
示例性地，图15-图21分别示出了利用至少一层金属连线层实现两个盲像元之间的电连接的膜层结构。示例性地，图15中，两个盲像元之间采用反射层11的金属进行互连；图16中，两个盲像元之间采用柱状结构13上的金属进行互连；图17中，两个盲像元之间采用加固层142的金属进行互连；图18中，两个盲像元之间采用电极层141的金属进行互连；图19中，两个盲像元之间采用反射层11和柱状结构13上的金属进行互连；图20中，两个盲像元之间采用加固层142和电极层141的金属进行互连；图21中，两个盲像元之间采用所有层的金属均进行互连。
由此，可结合盲像元的结构，利用其中存在的至少一层金属进行互联，以实现不同盲像元之间的串联和/或并联。
能够理解的是，柱状结构和反射板可采用相同的材料形成，也可采用不同的材料形成，在此不限定。
本公开实施例还提供了一种基于CMOS工艺的红外探测器，包括上述实施方式提供的任一种盲像元，还包括CMOS有效像元；盲像元与有效像元采用CMOS工艺同步制备，由此在不增加额外的工艺步骤的前提下，提供了一种盲像元的结构和制备工艺。
可选地，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。
可选地，可以设置构成红外探测器中的金属层的金属材料包括铝、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测量电路系统上直接制备CMOS红外传感结构2，能够实现柱状结构22的径向边长大于等于0.5um，小于等于3um，梁结构2302的宽度，即梁结构2302中单线条的宽度小于等于0.3um，谐振腔的高度大于等于1.5 um，小于等于2.5 um，CMOS红外传感结构2单个像元的边长大于等于6 um，小于等于17um。
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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解/实现本公开。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公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，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 (15)

1.一种基于CMOS工艺的红外探测器盲像元，其特征在于，形成于CMOS测量电路系统上，所述盲像元与CMOS有效像元同步制备；所述CMOS测量电路系统包括集成电路基板，所述盲像元用于调节所述有效像元两端的电流或电压；
所述盲像元包括：位于所述集成电路基板上的反射层、热敏板和柱状结构；所述柱状结构位于所述反射层和所述热敏板之间，所述反射层包括支撑底座，所述热敏板通过所述柱状结构和所述支撑底座与所述集成电路基板电连接；所述热敏板为不具有梁结构的板状结构；
相邻所述盲像元之间电连接，以至少增大盲像元中热敏材料的有效面积而减小噪声，且稳固结构；
所述盲像元相当于电阻结构，用于在桥电路或半桥电路中分压，以调节所述有效像元两端的电流或电压；
基于所述盲像元的结构，利用其中存在的至少一层金属进行互联，以实现所述盲像元之间的电连接；
所述CMOS测量电路系统包括列级模拟前端电路和行级电路；
所述列级模拟前端电路包括所述CMOS有效像元、所述盲像元以及多个列控制子电路，所述列控制子电路用于根据第一偏置电压和所述盲像元产生第一电流，以及根据第二偏置电压和所述CMOS有效像元产生第二电流，并对所述第一电流与所述第二电流的差值进行跨阻放大后输出；
所述行级电路包括行级镜像像元，所述行级镜像像元和所述CMOS有效像元的热敏板都与所述CMOS测量电路系统之间热绝缘，以使所述行级镜像像元与所述CMOS有效像元均具有自热效应，在相同环境温度下的温度漂移量相同；
同一所述盲像元内，柱状结构的数量为两个；单个柱状结构的平面尺寸等于或大于CMOS有效像元中的单个柱状结构的平面尺寸的两倍，所述盲像元中的单个柱状结构相当于将有效像元中的柱状结构连接在一起而形成的一个柱状结构；
所述盲像元还包括牺牲层，所述牺牲层保留在所述热敏板与所述集成电路基板之间的全部空间内；针对相邻的所述盲像元，所有相邻所述盲像元的牺牲层整体保留。
2.根据权利要求1所述的盲像元，其特征在于，相邻所述盲像元之间串联和/或并联。
3.根据权利要求1所述的盲像元，其特征在于，所述热敏板包括沿远离所述集成电路基板的方向依次层叠的支撑层、热敏层以及钝化层，还包括与所述热敏层接触并位于所述热敏层至少一侧的电极层；
所述支撑层用于支撑所述热敏层、电极层以及所述钝化层；
所述热敏层用于基于自身电阻变化实现所述盲像元的调节作用；
所述电极层用于调节所述热敏层的电阻；
所述钝化层用于保护所述热敏层和所述电极层。
4.根据权利要求3所述的盲像元，其特征在于，还包括加固层，所述加固层与所述电极层贴附；
基于所述反射层、所述柱状结构、所述电极层和所述加固层中的至少一层实现相邻所述盲像元之间的电连接。
5.根据权利要求1所述的盲像元，其特征在于，所述集成电路基板内具有金属连线层；
基于所述金属连线层的内部连接实现相邻所述盲像元之间的连接。
6.根据权利要求1所述的盲像元，其特征在于，所述柱状结构采用单层立柱；或者，所述柱状结构采用叠加设置的至少两层立柱；
每层所述立柱均可为实心金属柱、非金属实心柱或空心柱中的至少一种，构成所述非金属实心柱的侧壁的材料和构成所述空心柱的侧壁的材料均包括金属。
7.根据权利要求1所述的盲像元，其特征在于，
所述盲像元的平面形状为四边形，两个所述柱状结构位于所述盲像元的相对两边；且
沿第一方向，单个所述柱状结构的宽度等于或大于对应热敏板宽度的1/4，且小于所述热敏板宽度的1/2；
沿第二方向，单个所述柱状结构的宽度等于或大于对应热敏板宽度的1/2，且小于所述热敏板的宽度；
所述第一方向为同一所述盲像元内的两个柱状结构的连线方向，所述第二方向垂直于所述第一方向；
或者，
所述盲像元的平面形状为多边形；
第一柱状结构位于所述盲像元的一顶角位置处，第二柱状结构半包围所述第一柱状结构；
所述第一柱状结构和所述第二柱状结构分别为同一所述盲像元内的两个所述柱状结构中的一个。
8.根据权利要求1-7任一项所述的盲像元，其特征在于，还包括牺牲层；
所述牺牲层用于使所述盲像元形成镂空结构，构成所述牺牲层的材料是氧化硅，采用post-CMOS工艺腐蚀所述牺牲层；
所述post-CMOS工艺采用气相氟化氢、四氟化碳和三氟甲烷中的至少一种对所述牺牲层进行腐蚀。
9.根据权利要求1-7任一项所述的盲像元，其特征在于，
构成所述牺牲层的材料是氧化硅。
10.根据权利要求1所述的盲像元，其特征在于，针对相邻的所述盲像元，所有相邻所述盲像元的热敏板为同一块完整的热敏板。
11.根据权利要求1所述的盲像元，其特征在于，对于相邻所述盲像元，对应的所述牺牲层设置为完整的同一块完整的牺牲层。
12.根据权利要求1-7任一项所述的盲像元，其特征在于，还包括密闭隔绝层；
所述密闭隔绝层至少覆盖所述集成电路基板、所述支撑底座以及所述柱状结构的暴露表面；
所述密闭隔绝层用于在制作所述盲像元的刻蚀过程中，保护所述集成电路基板、所述支撑底座以及所述柱状结构不受工艺影响；以及用于在制作有效像元的刻蚀过程中，保护所述CMOS测量电路系统不受工艺影响。
13.根据权利要求1-7任一项所述的盲像元，其特征在于，所述热敏板临近所述集成电路基板的表面对应所述柱状结构所在位置呈阶梯状，所述热敏板未与所述柱状结构接触的表面高于所述热敏板与所述柱状结构接触的表面。
14.根据权利要求1-7任一项所述的盲像元，其特征在于，所述热敏板至少包括第一层热敏板和第二层热敏板，所述第一层热敏板位于所述第二层热敏板远离所述集成电路基板的一侧；
所述第一层热敏板与所述第二层热敏板之间设置所述柱状结构，所述柱状结构用于支撑所述第一层热敏板。
15.一种基于CMOS工艺的红外探测器，其特征在于，包括权利要求1-14任一项所述的盲像元，还包括CMOS有效像元；
所述盲像元与所述有效像元采用CMOS工艺同步制备。
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