CN116793504A - 一种新型热辐射红外探测器及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型热辐射红外探测器及制作方法，包括：衬底、热敏探测层、绝热层以及两个桥腿，所述衬底和所述热敏探测层相对设置，所述绝热层和每个所述桥腿均形成在所述衬底靠近所述热敏探测层的表面，每个所述桥腿穿过所述绝热层与所述热敏探测层接触。本发明公开的一种新型热辐射红外探测器可以在保证新型热辐射红外探测器的像元中心的热敏感有效探测区域面积较大的同时，改善桥腿的力学性能，从而保证新型热辐射红外探测器具有良好的结构稳定性和红外吸收性能，所述制作方法用于制作新型热辐射红外探测器。本发明提供的新型热辐射红外探测器还用于红外探测。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型热辐射红外探测器结构，尤其涉及一种新型热辐射红外探测器及制作方法。
背景技术
新型热辐射红外探测器型非制冷红外探测器以其易携带、性能卓越、成本低廉等优点，具有广泛的军事和民用前景。
目前，新型热辐射红外探测器大多采用传统单牺牲层微桥结构，而在单牺牲层微桥结构的热敏感有效探测面积比较小，且桥腿力学结构不稳定。近年来有提出多层结构的新型热辐射红外探测器，使得这些问题得到缓解，但是多层结构的制作工艺复杂，力学性能并不能得到有效的改善。
发明内容
本发明提供一种新型热辐射红外探测器及制作方法，可以在保证新型热辐射红外探测器的像元中心的热敏感有效探测区域面积较大的同时，改善桥腿的力学性能，从而保证新型热辐射红外探测器具有良好的结构稳定性和红外吸收性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种新型热辐射红外探测器，包括：
衬底、热敏探测层、绝热层以及两个桥腿，所述衬底和所述热敏探测层相对设置，所述绝热层和每个所述桥腿均形成在所述衬底靠近所述热敏探测层的表面，每个所述桥腿穿过所述绝热层与所述热敏探测层接触；
每个所述桥腿包括绝缘芯层以及包裹所述绝缘芯层的导电层，所述绝热层包裹两个所述桥腿。
与现有技术相比，本发明提供的新型热辐射红外探测器中，衬底和热敏探测层相对设置，绝热层和每个桥腿均形成在衬底靠近热敏探测层的表面，使得桥腿不占据热敏探测层吸收面，从而增大新型热辐射红外探测器的红外吸收面积，保证微测辐射热可以吸收更多的红外光，并且每个桥腿穿过绝热层与热敏探测层接触，可以通过桥腿获取热敏探测层产生的电信号。另外，本发明的每个桥腿包括绝缘芯层以及包裹绝缘芯层的导电层，而绝热层包裹两个桥腿，使得绝热层和桥腿可以共同支撑整个热敏探测层，从而使得新型热辐射红外探测器的结构更加稳定，同时绝热层和绝缘芯层还可以对导电层起到很好的固定作用，使得导电层可以稳定的进行电信号的传输，可见，本发明提供的新型热辐射红外探测器，不仅具有较强的结构稳定性，而且探测精度以及探测效率较高。
本发明还提供了一种本发明技术方案所述新型热辐射红外探测器的制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底的上方两个桥腿，每个所述桥腿包括绝缘芯层以及包裹所述绝缘芯层的导电层；
在所述衬底的上方形成绝热层，每个所述桥腿穿过所述绝热层；
在绝热层背离所述衬底表面形成热敏探测层，每个所述桥腿穿过所述绝热层的部位与所述热敏探测层接触。
与现有技术相比，本发明提供的新型热辐射红外探测器的制作方法具有的有益效果与上述提供的新型热辐射红外探测器的有益效果相同，在此不做赘述。
本发明还提供一种红外探测器，包括上述方案提供的新型热辐射红外探测器。
与现有技术相比，本发明提供的红外探测器具有的有益效果与上述提供的新型热辐射红外探测器的有益效果相同，在此不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术中单层微桥结构新型热辐射红外探测器的结构示意图；
图2示出了现有技术中双层微桥结构新型热辐射红外探测器的结构示意图；
图3A示出了本发明提供的单层微桥结构新型热辐射红外探测器的剖视结构示意图；
图3B示出了本发明提供的单层微桥结构新型热辐射红外探测器的立体结构示意图；
图4A~图4J示出了本发明示例性实施例的新型热辐射红外探测器在不同制作阶段的结构状态示意图；
图5A~图5I示出了本发明示例性实施例的新型热辐射红外探测器的3D工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
新型热辐射红外探测器是一种电阻型热传感器，其工作原理是吸收目标物体发出的红外辐射，在引起热敏材料发生温度变化时，热敏材料的电阻也将发生变化，在外加偏置的作用下产生相应的电学信号输出，然后还原成图像信息。
图1示出了现有技术中单层微桥结构新型热辐射红外探测器的结构示意图。如图1所示，单层微桥结构新型热辐射红外探测器100包括衬底101以及设在衬底上方的微桥结构。
如图1所示，微桥结构的桥面具有热敏探测层102和两个延伸至衬底上的桥腿103。热敏探测层102为新型热辐射红外探测器100的像元。当新型热辐射红外探测器100工作时，被测物体释放红外光，热敏探测层102吸收红外光，进而改变热敏探测层的102阻值，热敏探测层102其为三明治结构，包括两个红外吸收层以及位于两个红外吸收层之间的热敏感层。该新型热辐射红外探测器100的两个桥腿103形成于衬底之上，该桥腿103由被SiO2所包裹的铝柱支撑。若通过引线给该新型热辐射红外探测器100施加偏置电压，在该偏置电压的作用下会产生相应的电学信号输出，从而使得外部处理电路能够探测到相应电阻变化引起的微弱电流变化，从而达到红外探测的目的。
当热敏探测层的红外吸收层吸收红外辐射时，吸收的红外能量使得微桥结构的桥面温度升高，使得热敏层的电阻发生变化。此时在该辐射热计上加上偏置电压，就可以产生相应的电压信号输出。在传统的单层微桥结构中，其中单层结构中桥腿的存在占用了像元中心的有效热敏感探测面积，而桥腿长度和宽度与热敏感有效探测面积的不匹配将影响器件的性能，从而使探测效率下降。
图2示出了现有技术中双层微桥结构新型热辐射红外探测器的结构示意图。如图2所示，双层结构包括衬底以及设在衬底上方的微桥结构。
如图2所示，微桥结构200的桥面具有热敏探测层202，形成于Si衬底204与热敏探测层202之间的两个双层S型隐藏桥腿201。热敏探测层202为新型热辐射红外探测器像元，其为三明治结构，包括红外吸收层、热敏层以及钝化保护层。双层S型隐藏桥腿201新型热辐射红外探测器吸收膜系从上到下依次可以为：Si3N4吸收层、VOX热敏感膜、Si3N4钝化保护层、上谐振腔、Si3N4支撑层203（即热绝缘桥腿）、NiCr电极层、下谐振腔和Si衬底204。当新型热辐射红外探测器工作时，被测物体释放红外光，热敏探测层202吸收红外光，从而改变热敏探测层202的阻值，其中如图2所示，该新型热辐射红外探测器共有四个绝缘桥腿，使得热敏探测层202与Si3N4支撑层203所在桥面完全分开，使其不再相互影响。若通过引线给该新型热辐射红外探测器施加偏置电压，在该偏置电压的作用下会产生相应的电学信号输出，从而使得外部处理电路能够探测到相应电阻变化引起的微弱电流变化，从而达到红外探测的目的。
双层微桥结构的设计重点是将光学吸收材料所在桥面与热绝缘桥腿所在桥面完全分开，使其不再相互影响。在传统的双层微桥结构中，虽然热敏探测层具有更大的探测面积，但是双层结构制作工艺复杂，工艺实现难度，成本也有所提高，且中间电极层的力学性能较差，容易弯曲断裂。而且，大幅增加桥腿长度对器件的稳定性也有一定负面影响。
在上述两种新型热辐射红外探测器的技术方案中，均基于谐振腔的结构对热敏探测层进行隔热，避免热敏探测层的热量被导出，导致新型热辐射红外探测器探测精度不准确，而谐振腔结构则是通过桥腿支撑热敏探测层形成的，现有技术中的桥腿大多采用金属桥腿电极，桥腿过细过长会导致新型热辐射红外探测器结构不稳定；由于金属材料导热效率较高因此过粗过短则会导致隔热性能差，使得热敏探测层的热量会被金属桥腿快速导出，从而导致新型热辐射红外探测器的探测精度较差。
基于上述问题，本发明实施例提供一种新型热辐射红外探测器，可以在改善新型热辐射红外探测器红外吸收能量的同时，提升新型热辐射红外探测器的结构稳定性，从而增强新型热辐射红外探测器的灵敏度和响应率。
本发明实施例提供的红外探测器可以包括新型热辐射红外探测器，当然还可以包括其它电路、芯片等。应理解，本发明实施例的红外探测器的类型可以为微波红外探测器、被动式红外/微波红外探测器、振动红外探测器、超声波红外探测器、激光红外探测器，不仅限于此。
图3A示出了本发明提供的单层微桥结构新型热辐射红外探测器的剖视结构示意图，图3B示出了本发明提供的单层微桥结构新型热辐射红外探测器的立体结构示意图。如图3A和图3B所示，本发明实施例提供的新型热辐射红外探测器，包括：衬底301、热敏探测层307、绝热层305以及两个桥腿304。
上述衬底301可以为各种可能的衬底301，该衬底301可以为可以形成电路的半导体衬底或非半导体衬底。例如：半导体衬底的材质可以包括硅、氮化硅、碳化硅基板、多晶硅中的一种或多种等，非半导体衬底301的材质可以为玻璃、聚合物材料等，聚合物材料可以包括聚酰亚胺、塑料等。不管是半导体衬底301还是非半导体衬底301，当衬底301的材质为多种时，衬底301可以是含有多种材质的单层基板，也可以是每种材质单独形成一种基板，多种材质形成的基板层叠放置。
如图3A和图3B所示，衬底301和热敏探测层307相对设置，绝热层305和每个桥腿304均形成在衬底301靠近热敏探测层307的表面，每个桥腿304穿过绝热层305与热敏探测层307接触。当红外光线射入新型热辐射红外探测器时，可以基于热敏探测层307吸收红外光线，并且热敏探测层307的向光面未有任何遮挡，可以最大程度的吸收红外光线，提升新型热辐射红外探测器的吸收效率。
同时，每个桥腿304包括绝缘芯层3041以及包裹绝缘芯层3041的导电层3042，桥腿304不占据热敏探测层307红外吸收面，从而使得新型热辐射红外探测器的红外吸收面积增大，可以保证新型热辐射红外探测器可以吸收更多的红外光，由于绝热层305包裹两个桥腿304，因此绝热层305和桥腿304可以共同撑起整个热敏探测层307，从而保证整个新型热辐射红外探测器的结构稳定性。
上述导电层3042位于绝缘芯层3041与绝热层305之间，因此导电层3042可以被很好地固定，使得导电层3042可以稳定传输热敏探测层307产生的电信号。在实际应用中，由于导电层3042本身具有热传导性，因此需要尽可能的将覆盖于绝缘芯层3041的导电层3042做薄，以此来减少导电层3042的热量传输，从而在保证导电层3042具有导电性的情况下尽可能的减少导电层3042的导热性。
如图3A和图3B所示，上述新型热辐射红外探测器沿着桥腿304的高度增加方向，桥腿304的横截面逐渐减小，其中，桥腿304可以为金字塔结构以及各种锥形结构。
其中，无机绝缘材料为隔热绝缘材料。当热敏探测层307吸收红外光后，会使得热敏探测层307的温度发生变化，桥腿304作为支撑层会直接与热敏探测层307接触，此时，采用隔热绝缘材料作为桥腿304中的绝缘芯层3041可以避免热敏探测层307的吸收的热量能被桥腿304导出，造成热敏探测层307的能量损失，从而导致探测值与实际值相差较大。同时，本发明中桥腿304的锥形结构相较于传统的圆柱形结构所使用的材料更少，因此隔热绝缘能力更强，使得新型热辐射红外探测器的探测精度更高。
在一种可选的方式中，桥腿304的导电层3042为导电金属层可以选用镍铬，金，银等材料，绝缘芯层3041的材质为无机绝缘材料可选用氮化硅、碳化硅、多晶硅等绝缘材料中的一种。
上述绝热层305的材质可以为轻质多孔的无机非金属材料，绝热层305的厚度可以为700nm~1000nm。例如，轻质多孔的无机非金属材料可以为二氧化硅气凝胶，绝热层305可以为二氧化硅气凝胶薄膜，实验测得二氧化硅气凝胶薄膜的热导率为0.0278W/mK，是一种高效的绝热薄膜，与常温下空气的导热率近似。因此，采用二氧化硅气凝胶薄膜作为绝热层305在支撑起热敏探测层307的同时，还可以有效的隔绝热敏探测层307的热量，在保证新型热辐射红外探测器稳定性的同时，提升新型热辐射红外探测器的探测效率。
如图3A和图3B所示，热敏探测层307包括层叠设置的钝化保护层3071、热敏感层3072和红外吸收层3073，红外吸收层3073的厚度大于钝化保护层3071的厚度，其中红外吸收层3073为热敏探测层307向光面的红外吸收层，因此设置较厚，使得红外吸收层3073可以更好的吸收红外光线，钝化保护层3071位于绝热层305背离衬底301的表面。可选的，热敏感层3072可以选用氧化钒、非晶硅等热敏材料中的一种。
在一种可选的方式中，钝化保护层3071与红外吸收层3073的宽度可以设置为大于热敏感层3072的宽度，使得红外吸收层可以在稳定的结构下吸收更多的红外光线，并且钝化保护层3071与红外吸收层3073还可以保护热敏感层3072。
基于此，当红外吸收层吸收红外能量时，热敏感层3072的阻值会发生变化，因此，当在热敏探测层307中加上偏置电压时，在该偏置电压的作用下会产生相应的电学信号输出，从而使得外部处理电路能够探测到相应电阻变化引起的微弱电流变化，从而达到红外探测的目的。
在一种可选方式中，如图3A和图3B所示，新型热辐射红外探测器还包括两个第一导电电极303、两个第二导电电极306以及形成在衬底301靠近热敏探测层307的表面的绝缘层302，每个第一导电电极303形成于衬底301靠近热敏探测层307的表面，每个第二导电电极306位于钝化保护层3071背离衬底301的表面，每个桥腿304靠近衬底301的表面与相应第一导电电极303接触，每个桥腿304靠近热敏探测层307的表面与相应第二导电电极306接触，每个第一导电电极303的侧表面与绝热层305接触。
上述热敏感层3072形成于两个第二导电电极306之间，并且热敏感层3072相对的两个侧表面分别与两个第二导电电极306接触，基于此，第二导电电极306不仅可以及时的获取热敏感层3072产生的电信号，还可以保护热敏感层3072，避免热敏感层3072直接与外部接触造成热敏感层3072损伤，进而提升新型热辐射红外探测器的探测精度，以及探测效率。
在实际应用中，如果直接在衬底301上形成第一导电电极303会导致部分电能被衬底301导出，因此，需要在衬底301表面形成绝缘层302，防止第一导电电极303的点能被衬底301到导出，并且，在绝缘层302上形成的二氧化硅气凝胶薄膜比直接在衬底301表面形成的二氧化硅气凝胶薄膜更加规整、致密，薄膜的性能更好。
上述每个第一导电电极303分别与对应的桥腿304接触，同时每个第二导电电极306也分别与对应的桥腿304接触，并且桥腿304靠近热敏探测层307的表面位于第二导电电极306之中，基于此，当热敏感层3072的阻值发生变化时，由于每个第二导电电极306都与热敏感层3072接触，因此第二导电电极306可以直接获取热敏感层3072产生的电信号，并通过桥腿304将该电信号传输至第一导电电极303中，外部电路可以通过第一导电电极303获取该电信号，进而进行处理。
在一种可选的方式中，每个第一导电电极303与相应桥腿304的厚度之和大于绝热层305与钝化保护层3071的厚度之和，并且每个第二导电电极306在衬底301上的投影覆盖每个第一导电电极303在衬底301上的投影，从而保证桥腿304可以与第二导电电极306接触，保证电信号的正常传输。
可选的，第一导电电极303可以选用镍铬，金，银等材料，可选的，第二导电电极306可以选用镍铬，金，银等材料，绝缘层302可以为二氧化硅。
图4A~图4J示出了本发明示例性实施例的新型热辐射红外探测器在不同制作阶段的结构状态示意图。如图4A~图4J所示，本发明实施例的新型热辐射红外探测器的制作方法包括：
如图4A所示，提供一衬底401。例如，准备与清洗衬底401，衬底401的材质可以参考前文，不作一一列举。
如图4B所示，在形成衬底401之后，在衬底401靠近热敏探测层407的表面形成绝缘层402。例如，当绝缘层402为二氧化硅时，可以采用氧化工艺生成厚度为500nm致密的二氧化硅。
如图4C所示，绝缘层402的表面形成两个第一导电电极403。例如，可以在绝缘层402表面沉积导电金属，可选的导电金属材料可以为镍铬，金，银等。
如图4D和4E所示，在衬底401的上方两个桥腿404，每个桥腿404包括绝缘芯层4041以及包裹绝缘芯层4041的导电层4042。并且每个桥腿404靠近衬底401的表面与相应第一导电电极403接触。
示例性的，首先可以在两个第一导电电极403表面沉积无机绝缘材料作为绝缘芯层4041，可以采用双层胶工艺或者光刻胶热熔法制备形状为锥形或者正金字塔形的绝缘芯层4041，进而在绝缘芯层4041表面沉积导电层4042，可选的，桥腿404的导电层4042为导电金属层可以选用镍铬，金，银等材料，绝缘芯层4041的材质为无机绝缘材料可选用氮化硅、碳化硅、多晶硅等绝缘材料中的一种。
如图4F所示，在衬底401的上方形成绝热层405，每个桥腿404穿过绝热层405，上述每个第一导电电极403的侧表面与绝热层405接触。例如，可以采用旋涂方式在绝缘层402上表面，两个第一导电电极403侧表面和桥腿404侧表面旋涂轻质多孔的无机非金属材料，旋涂厚度可以控制在700nm~1000nm，其中，绝热层405可以为二氧化硅气凝胶薄膜。此处第一导电电极403与桥腿404的厚度之和大于绝热层405的厚度。
如图4G~4J所示，在绝热层405背离衬底401表面形成热敏探测层407，每个桥腿404穿过绝热层405的部位与热敏探测层407接触。其中，在绝热层405背离衬底401表面形成热敏探测层407，包括：
如图4G所示，首先在绝热层405表面形成钝化保护层4071，并且每个桥腿404穿过钝化保护层4071。其中，钝化保护层4071可以为二氧化氮层，用于保护热敏感层。此处，第一导电电极403与桥腿404的厚度之和大于绝热层405与钝化保护层4071的厚度。
如图4H和4I所示，进而在钝化保护层4071背离衬底401的表面形成两个第二导电电极406和热敏感层4072，桥腿404靠近热敏探测层407的表面位于第二导电电极406之中，热敏感层4072与第二导电电极406厚度相同。可选的，热敏感层4072可以选用氧化钒、非晶硅等热敏材料中的一种，第二导电电极406可以选用镍铬，金，银等材料，并且热敏探测层407的厚度与第二导电电极406厚度相同。
在形成两个第二导电电极406时，可以先刻蚀两个桥腿404锥形尖端表面的气凝胶和氮化硅，使得桥腿404锥形顶部表面金属薄膜裸露出来，再光刻沉积两个第二导电电极406，进而在两个第二导电电极406之间沉积热敏感层4072。
如图4J所示在热敏感层4072以及两个第二导电电极406背离衬底401表面形成红外吸收层4073。例如，在热敏感层4072以及两个第二导电电极406表面沉积氮化硅，可以形成较厚的红外吸收层4073，从而加强新型热辐射红外探测器对红外光线的吸收，并且红外吸收层4073还可以保护热敏感层4072。
图5A~图5I示出了本发明示例性实施例的新型热辐射红外探测器的3D工艺流程示意图。如图5A~图5I所示，本发明实施例的新型热辐射红外探测器的制作方法包括：
如图5A所示，提供一衬底501。例如，准备与清洗衬底501，衬底501的材质可以参考前文，不作一一列举。
如图5B所示，在形成衬底501之后，在衬底501靠近热敏探测层的表面形成绝缘层502。例如，当绝缘层502为二氧化硅时，可以采用氧化工艺生成厚度为500nm致密的二氧化硅。
如图5C所示，绝缘层502的表面形成两个第一导电电极503。例如，可以在绝缘层502表面沉积导电金属，可选的导电金属材料可以为镍铬，金，银等。
如图5D，在衬底501的上方两个桥腿504，每个桥腿504包括绝缘芯层5041以及包裹绝缘芯层5041的导电层5042，并且每个桥腿504靠近衬底501的表面与相应第一导电电极503接触。
示例性的，首先可以在两个第一导电电极503表面沉积无机绝缘材料作为绝缘芯层5041，可以采用双层胶工艺或者光刻胶热熔法制备形状为锥形或者正金字塔形的绝缘芯层5041，进而在绝缘芯层5041表面沉积导电层5042，可选的，桥腿504的导电层5042为导电金属层可以选用镍铬，金，银等材料，绝缘芯层5041的材质为无机绝缘材料可选用氮化硅、碳化硅、多晶硅等绝缘材料中的一种。
如图5E所示，在衬底501的上方形成绝热层505，每个桥腿504穿过绝热层505，每个第一导电电极503的侧表面与绝热层505接触。例如，可以采用旋涂方式在绝缘层502上表面，两个第一导电电极503侧表面和桥腿504侧表面旋涂轻质多孔的无机非金属材料，旋涂厚度可以控制在700nm~1000nm，其中，绝热层505可以为二氧化硅气凝胶薄膜。此处第一导电电极503与桥腿504的厚度之和大于绝热层505的厚度。
如图5F~5I所示，在绝热层505背离衬底501表面形成热敏探测层507，每个桥腿504穿过绝热层505的部位与热敏探测层507接触。其中，在绝热层505背离衬底501表面形成热敏探测层507，包括：
如图5F所示，首先在绝热层505表面形成钝化保护层5071，并且每个桥腿504穿过钝化保护层5071。其中，钝化保护层5071可以为二氧化氮层，可以用于保护热敏感层。此处，第一导电电极503与桥腿504厚度之和大于绝热层505与钝化保护层5071的厚度之和。
如图5G和5H所示，进而在钝化保护层5071背离衬底501的表面形成两个第二导电电极506和热敏感层5072，桥腿504靠近热敏探测层507的表面位于第二导电电极506之中，热敏感层5072与第二导电电极506厚度相同。可选的，第二导电电极506可以选用镍铬，金，银等材料。
在形成两个第二导电电极506时，可以先刻蚀两个桥腿504锥形尖端表面的气凝胶和氮化硅，使得桥腿504锥形顶部表面金属薄膜裸露出来，再光刻沉积两个第二导电电极506，进而在两个第二导电电极506之间沉积热敏感层5072，热敏感层5072可以选用氧化钒、非晶硅等热敏材料中的一种，并且热敏探测层507的厚度与第二导电电极506厚度相同。
如图5I所示在热敏感层5072以及两个第二导电电极506背离衬底501表面形成红外吸收层5073。例如，在热敏感层5072以及两个第二导电电极506表面沉积氮化硅，可以形成较厚的红外吸收层5073，从而加强新型热辐射红外探测器对红外光线的吸收，并且红外吸收层5073还可以保护热敏感层5072。
在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (11)
1.一种新型热辐射红外探测器，其特征在于，包括：衬底、热敏探测层、绝热层以及两个桥腿，所述衬底和所述热敏探测层相对设置，所述绝热层和每个所述桥腿均形成在所述衬底靠近所述热敏探测层的表面，每个所述桥腿穿过所述绝热层与所述热敏探测层接触；
每个所述桥腿包括绝缘芯层以及包裹所述绝缘芯层的导电层，所述绝热层包裹两个所述桥腿。
2.根据权利要求1所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，沿着所述桥腿的高度增加方向，所述桥腿的横截面逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，所述导电层为导电金属层，所述绝缘芯层的材质为无机绝缘材料。
4.根据权利要求1所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，所述绝热层的材质为轻质多孔的无机非金属材料，所述绝热层的厚度为700nm~1000nm。
5.根据权利要求1~4任一项所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，所述热敏探测层包括层叠设置的钝化保护层、热敏感层和红外吸收层，所述红外吸收层的厚度大于所述钝化保护层的厚度，所述钝化保护层位于所述绝热层背离所述衬底的表面。
6.根据权利要求5所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，所述新型热辐射红外探测器还包括两个第一导电电极、两个第二导电电极以及形成在衬底靠近所述热敏探测层的表面的绝缘层，每个所述第一导电电极形成于所述衬底靠近所述热敏探测层的表面，每个所述第二导电电极位于所述钝化保护层背离所述衬底的表面，每个桥腿靠近所述衬底的表面与相应所述第一导电电极接触，每个所述桥腿靠近所述热敏探测层的表面与相应所述第二导电电极接触，每个所述第一导电电极的侧表面与所述绝热层接触。
7.根据权利要求6所述的新型热辐射红外探测器，其特征在于，每个所述第一导电电极与相应所述桥腿的厚度之和大于所述绝热层与所述钝化保护层的厚度之和，所述桥腿靠近所述热敏探测层的表面位于所述第二导电电极之中。
8.一种新型热辐射红外探测器的制作方法，其特征在于，包括：
提供一衬底；
在所述衬底的上方形成两个桥腿，每个所述桥腿包括绝缘芯层以及包裹所述绝缘芯层的导电层；
在所述衬底的上方形成绝热层，每个所述桥腿穿过所述绝热层；
在绝热层背离所述衬底表面形成热敏探测层，每个所述桥腿穿过所述绝热层的部位与所述热敏探测层接触。
9.根据权利要求8所述的新型热辐射红外探测器的制作方法，其特征在于，所述提供一衬底后，所述方法还包括：
在所述衬底靠近所述热敏探测层的表面形成绝缘层；
在所述绝缘层的表面形成两个第一导电电极，每个所述桥腿靠近所述衬底的表面与相应所述第一导电电极接触，每个所述第一导电电极的侧表面与所述绝热层接触。
10.根据权利要求9所述的新型热辐射红外探测器的制作方法，其特征在于，所述在绝热层背离所述衬底表面形成热敏探测层，包括：
在所述绝热层表面形成钝化保护层，每个所述桥腿穿过所述钝化保护层；
在所述钝化保护层背离所述衬底的表面形成两个第二导电电极和热敏感层，所述桥腿靠近所述热敏探测层的表面位于所述第二导电电极之中，所述热敏感层与所述第二导电电极厚度相同；
在所述热敏感层以及两个所述第二导电电极背离所述衬底表面形成红外吸收层。
11.一种红外探测器，其特征在于，包括权利要求1~7任一项所述的新型热辐射红外探测器的结构。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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