TW514723B - Micro-bridge structure for a bolometer, method of fabricating the same onto a substrate and transducer - Google Patents

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514723 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 1 五、發明說明（） 本發明係關於製作一微橋接之方法及一微橋接之新結 構，而可以用在影像裝置以偵測入射輻射。本發明傜自 熱影像之領域發展出來，但並不受限於此領域。 根據二維陣列之熱偵測器之紅外線影像攝影機由於他 們的接近室溫作業而吸引人。用於紅外線影像之熱偵測 器由於紅外線輻射的吸收依類感測材料之溫度改變。1 °C的溫度改變導致在偵測器中0 . Q 0 1 V的溫度改變，因 此重要的試著嘗試最大化所吸收的放射量。 感測材料有一溫度依賴性質，其使得溫度中之改變量 由電路偵測，放大及顯示。例如熱電陣列，其依賴發生 在鐵電材料中隨著溫度變化的電性偏振變化；及電阻熱輻 射計陣列，其利用發生在某些材料中隨溫度變化之電阻 改變。 在所有的熱偵測器中，有利的是最大化由於紅外線的 吸收而上升之感測材料之溫度。溫度上升量俗藉由任何 熱傳導機制來減少，其自感測材料取熱。這個造成了偵 測器設計，其最大化感測材料之熱隔離。對電子讀取及 機械堅韌度之需要意味著對大部分實際的偵測器而言， 需要實體連接至戲測材料。 紅外線影像依賴一事實，即所有的物體根據其溫度放 射其最大波長之能量。對於室溫物體，這個最大波長俗 在紅外線中，均為1 0 A m。更熱的物體放射更多。紅外 線影像典型地包含使用透鏡，其可以是鍺，以收集及集 中此放射至放置在光學集中平面之感測元件陣列。這些 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ;0 訂---------線· 514723 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 2 五、發明說明（） 元件通常是微電容器或徹電阻器（微熱幅射計），其特性 參數（電荷或電阻）偽根據溫度。微熱輻射計通常使用微 機械加工在矽基片上形成。這包含了在一犧牲層上澱積 及微影蝕刻製圖一活性層，犧牲層最後會被蝕刻以留下 一獨立，熱隔絶結構。 此種結構係示於第1圖，其中腳2及4支持基片（未 示）上方元件1之主體。腳2及4確保提供機械支持給 主體，但是很少的熱傳導至基片。 每一元件産生與溫度成正比之電子信號，溫度係根據 由元件或其鄰近層所吸收之I R能量之大小。電子信號然 後由會過濾及放大之電路讀出。 傳統上，用來偵測I R放射之量子裝置要求冷卻至液體 氮溫度。在此描述之"未冷卻"技術在室溫作業。因為I R 放射不會被煙阻隔，這個技術在消防應用上亦為有用。 亦有不需要形成高解析度影像之應用。I R感測元件可用 於簡單的”入侵者偵測器或火偵測器上。 目前，有兩種電阻微橋接之基本型式。首先，有均勻 微橋接，如第2 a圖所示。在此種熱幅射計中，橋自一材 料形成，其性質隨著吸收能量之溫度改變而改變。材料 性質之改變偽由某種方式決定，可能是由測量通過橋之 電流改變來決定。熟習此項技藝人士者應知道雖然均勻 橋可適當的工作，但其性能可能不夠需要。 第二類微橋接可被稱為”膜在支持上”並在支持橋上提 供一依據溫度之材料膜（其可以是電阻性的）。此種在徹 -4 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I h _----；---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 514723 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 3 五、發明說明（） 橋支持上之膜偽示於第2 b圖。此橋吸收想要波長之入射 熱輻射，引起在橋内之溫度改變，進而影響電阻材料之 電阻。通常，電阻材料為一金屬，其當置於橋上方時反 射一些入射幅射，減少微熱輻射計之敏感度。再者，在 橋上之金屬需要在橋中製造連接孔（via)，而需要更多 的製程步驟。 一微橋接結構之範例偽示於n Journal of Microele-(^1>〇1110(：1^111〇3]575161118" 1996年12月第4號第5冊之 中之一篇由Shie， che n等所撰寫之文章。然而該處所文 之微熱輻射計偽由一較複雜之製程所製造。橋偽形成於 一 V溝槽上，該溝槽係使用一各向異性的濕蝕刻製造。 更進一步的徹橋接結構傜示於ϋ S 5 6 9 8 8 5 2中，其中 一鈦層提供電阻於自一 S i 0 2層形成之橋之下側。然而， 此文件顯示夾在兩痼S i 0 2層中間之電阻熱輻_射計部分。 示於US專利之微熱輻射計之結構較在此描述者複雜許多 。簡化結構及製程步驟可以減少裝置的成本並幫肋增加 産量。 根據本發明之第一方面，提供有一方法，用以製造微 橋接裝置於一基片上，包括下列步驟： a.提供一犧牲層於基片之表面區上； b .蝕刻該犧牲層； c .提供一感測材料於犧牲層之表面區上； d .提供一支持材料於感測材料之表面區上；及 e .移除犧牲材料，留下支持材料，並具有感測材料於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -· I I - I I I I-tT、— — — — — — — — — · 514723 A7 B7 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 程知的 測 橋裝 於 處理中文子被 因法 許 製應程 感 微接 用 供處構的電區力 ，方 允 的士製 供 於橋 適 提及結寫種片下 的此 ， 少人加 提 用徹 係 它接術撰這基B利據 孔 術之增 並 適 ，。料 為橋技所免的裝 有根 接 技藝將 。料 。偽是阻材 因微知等避子接 是少 連 知技這本材者料的電種 ，有習eη會電橋。這減 之 習此為成層收材好供此 的含些ch槽有在子。會 料 。較習因之一吸種最提。 。利供一 ，溝具可電容常 材 上以熟 ，置單之此。料料構有提在iev 可構理相通 牲 片它。的裝一射。量材材結是並子sh之一結處驟程 犧 基為構利之為輻料測測電接這號電由供方之號步製 過 於因結有造作射材被感鐵橋。信理在提下供信理此 通 立 ，接大製係入電變中是微中之處 ，方區提放處 ， 供 獨的橋大法件為導改其以之其器佳如下面法置0S程 提 上利徹是方元作一之 ，可量在接最例構平方此CM製。含 體有一少此持並是阻計料測路橋。。結的此在與準本包 大較造減由支 ，以電射材被電微包的接置由可是標成 b 而是製的少 ，持可中輻測變有自封能橋裝 ，，好用之驟 ，法法目減是支料其熱感改好理一可微接此域最使置步 面方方數會的體材，微，荷最處單不在橋因區法許裝之 表個之程並利實測構一者電片子之是 ，於。一方允之程 下這驟製生有料感結傜或中基電子能中在刻供此它造製 其 步道産 材 接置 其 理電可章存蝕提 為製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 514723 A7 B7_ 5 五、發明說明（） 連接到基片中之電子電路。此種步驟提供具有處理電子 及微橋接之單一封包。熟習此技藝之人士應知道連接孔 可以藉由使用一傳統電阻來刻劃犧牲層而定義或藉由使 用一光可想像聚合物作為犧牲層來定義。 在一實施例中，犧牲材料傺聚亞醯胺，其可被旋轉 塗佈並熟成。犧牲材料的厚度可能為3 // m。然而，在另 一實施例中，犧牲材料之厚度可能在1 . 5 # m至6 # in之間 ，或是在2 # in至4 . 5 a hi之間。可知的是犧牲材料的厚度 決定了在最後微橋接結構中在基片上方誠測材料之高度。 此方法包括使用蝕刻溶劑來確保所有光阻層在犧牲材 料沈積後皆被移除之步驟。蝕刻溶劑可以是E K C。 感測材料可以是鈦（T i )。鈦是有利的，因為它的性質 隨溫度改變並且由於它的低雜訊位準。再者，鈦具有高 電阻率，其可使對C Μ 0 S電路之設計較其他感測材料更易 逹到最佳化。習知技II人士應知的是對於兩個相等量的 材料而言，具有較高電阻率的部份具有較高的電阻。 感測材料可以藉由濺鍍沈積來沈積，提供一與C Μ 0 S相 容之便利方法。感測材料可以澱積到0 . 2 a m的厚度。 然而，習知技藝人士應知道的是其他厚度也可以被使 用。例如感測材料的厚度可以是在0 . 0 5 // in至（K 3 /2 m的 範圍内，或是在O.l^ro至0.25Αΐη的範圍内。假使微橋接 裝置偽一微熱輻射計，感測材料可以形成電阻。此電阻 之電阻值最好為高，因為這使得由微熱_射計提供之信 號較易處理。提供感測材料在這個範圍提供適當的電阻 -7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I Γ.---7---------------訂---------線^^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 514723 A7 _B7_ 五、發明說明（） 。較這個範圍大的厚度可能會減少電阻太多。 在此描述之厚度及電阻值在感測材料為鈦時待別適用 。假使感測材料為另一材料，則可以使用其他厚度。 在其他實施例中，感測材料可以是非晶形矽，氧化訊 ，鉑，鎳，鋁或前述金屬元素的合金。 感測材料可以有一薄Η電阻值3 . 3 Ω / s q。或者，感測 材料的薄片電阻可以是在1 . 5 Ω / S q至6 Ω / s q的範圍内， 或是在2.5Ω /sq至4.5Ω /sq的範圍内。 此方法之步驟C包括自提供於基片上用於對齊後面層 的光對齊目標（〇 A T )移除感測材料的步驟。此種步驟是 有利的，因為它簡化此方法的剩餘步驟並使得置放剩餘 層較容易。熟悉此技藝之人士應知道當使用晶圓分節器 時需要OAT。 此方法之步驟b可能亦包含自提供於基片上之OAT移 除犧牲材料。此步驟在犧牲材料為非二氧化矽之材料時 是待別有利的。 支持材料最好是澱積到感測材料之表面區域。這値澱 積程序可由電漿強化化學蒸氣沈積法（P F C V D )，低壓力 I Γ ..-------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 至 VD¾ PC殿 (L以 積可 沈料 氣材 蒸持 學支 化 便 方 是 度 深 個 這 ο ο 供度 提深 法之 鍍η 濺 或 藝料 技材m, 此持^ 悉支〜 熟 ， ，如 而例 然 〇 " 3J 5 Ο 用 . 度適ϋ ®可 S 堅也^ 構圍.1 結範0 的度Π1, 夠厚^ , Ϊ 5 Ο 足 的 ο 0 供他ϋΑ 提其是5 它知以 S 為應可^ 因士度4 ， 人厚 S 的的之^ 是 者 或 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 514723 A7 _B7_ 7 五、發明說明（） 最好的是此方法提供支持材料至土 1 〇 3：的精確度。從 上述討論可知的是，偵測器必須與其四周環境熱隔離。 通常這是由提供一由一對腳支持的橋接結構而達成。在 此種結構中，腳提供介於橋及晶圓或基片之間之熱接觸 。腳如果太粗的話是不利的，因為更多熱是由晶圓或基 片傳導至橋的，其減少微橋接裝置之敏感度。假使腳太 薄，橋結構將不會有足夠的機械支持。因此在提供堅韌 的支持及提供熱隔絶之間需做調整讓步。 熟悉此技藝之人士應知道，微橋接結構可能具有超過 二之腳數目。微橋接結構可能具有1,3, 4, 5, 6, 7或更多 隻腳。 此方法可包含使支持材料的厚度為1 / 4又，其中又 偽在支持材料中想要的入射輻射之波長。熟悉此技藝之 人士應知道的是輻射的波長會根據它在其中傳播之材料 而改變。讓支持材料具有此厚度是有利的，因為它引起 想要波長的'’輻射的破壞性干擾自支持材料的底面被反射 。此破壞性干擾由於想要波長的入射輻射激勵能量吸收 並增加支持材料之溫度上升。 支持材料被圖案化並蝕刻以提供所需的結構。最好的 是，用於圖案化及蝕刻支持材料之光阻偽由一蝕刻溶劑 移除，其可以是E K C。 在一實施例中，支持材料為氧化矽，其傺有利的，因 為它是使用CMOS處理步驟容易提供的，並且快速吸收波 長為8a m至14 # in之間之幅射，此波長為前述由微橋接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線- 514723 A7 B7 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 要悉& 驟效 可一接 鎳 提 行材 。上熱退 含 想熟 ^ 步之 前供橋 ， 來 執牲 火之。爐 包 於。 之射 法提微 鈦 式 漿犧 退數成火 好 由的員 層幅 方法而 ， 方 電蓋 熱係形準 最 化利¾射射 之方區 鋁 的 氧覆 一度的標 法 大有 W 反入 層種面 是 合 一與 行溫確業 方 最是 U 供收 射此表 以 適 在用 執之正工 此 以變 Η 提吸 反 ，上 可。他 是不 上阻偽 一 C 射改nl>。 面構 位是之 屬金其 以而 片電觸或 供 幅度# 的表結 定的片 金合何 可序 基之接供 提 收溫14利 Η 接 之道基。。的任 其程 在鈦的提 被 吸之至有基橋 利知於上層屬或 ，效 好存成序 跡 料料 m 是在微 便應供之射金鍍 除有 最保形程 徑 材材8//以括化 一 ，提層反些蒸 移之 ，它中火 一 持持於可包強 供區層射一這， 來料 後為路退 少 支支對料步步 提面射反供是鍍 化材 之因電熱 至 。之知材一一 層表反在提或濺 灰牲。e，在速 如 長射應他進進 牲之使浮屬 ，由 由犧擾驟的保快 以 波輻士 其能更 犧片 ，懸金鎳藉 藉除干步益確一 可 之射人之可以 在基構上自 ，可 傺移層之有可由 料 測入的長法可 層於結體法鉑層 料一他法是並能。材 監的II波方層 射供接大方，射 材供其方火，可供測 置長技要此此 。反提橋構此齊反 。牲提的在退值火提感 裝波此想 。率 以微結 鉻 供犧，料 熱升退火 I Γ ---1---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 514723 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 3 — 五、發明說明（） 提供徑跡使得具有一待定偏振之入射輻射不能通過。這 可藉由排列徑跡來胆礙具有偏振的輻射的通過來達成。 特別是，可提供徑跡使得它具有長度在互相交叉的方向 跑。徑跡可以具有實質上互相平行的長度，或者互相相 交，或者互相垂直。在其他的實施例中，此方法可能包 含提供具有彎曲部分的徑跡。彎曲部分可以是圓形或橢 圓形。 一匹配層可能提供於一在支持材料上方之區，適用於 吸收入射輻射。匹配層可以是鎳鉻合金，且可以由蒸鍍 提供，或者是濺鍍。 匹配層是有利的，因為它可 匹配微橋結構的折射率 至自由空間的折射率。熟悉此技藝的人士應知道當一前 波入射到不同折射率之相鄰材料時會發生一定程度的反 射。清楚的是，假使想要波長的入射輻射被反射，則回 應輻射之産生之信號會被減少。因此有利的是最小化在 徹橋接上表面上發生的折射量。 匹配層可以沈積積直到它有要求的每平方電阻。電阻 可能是377Q/sq。 或者電阻可在 250Q/sq至500 Ω/sq的範圍内，或者是在320Q/sq至430Q/sq的範圍 内。 此方法更進一步包含提供在封包内的微橋接結構。封 包已能充滿具有低熱傳導的氣體（例如氙）或者更好的是 封包可能真空。 根據本發明之第二方面，提供有一具有基片之徹橋接 一 1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) "--------訂·-------- 514723 A7 B7 10 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 件持 ， 的長 供 元 片基測損 便易 料 支 元支 造 便波 提 持 Μ 基與構於 方料 材 持件 製 方要 以 支，;f 於件結易 偽材 測 支元。被 較想 狀 在 件元接時 構測 感 在持跡易 是收 形 並 ® 元持橋除 結感 ， ，支徑置 這吸 的 ，sl持支微排 種的 下 件由的裝 。列 率 形«as支供由被 此上 況 元俗片的。區強 效 方？3|掛提為不 。件 情 DR 勺 持料基術置矽在 有 是，tnlfi懸們因量 供元 此 支材到技裝化及 一 上 # 於他，熱 提持 在 的測接知的氧序 供 體:,00用為的的 被支 。 度 1 構感連習宜一程 提 大 # 適因利片 方在。料 結，區較便含OS， 件㈣化 分，有基 下得件材 接料接它較包CM形 元 m#。 部的是在 的使元電 橋材連是及件之 方 持 A25内腳益絶是 分構路導 徹測在處率元成 是。支50在圍有有隔小 部結電一 有感是益産持達 上列 ，約約範具是熱大 腳一的是 供一但一生支速 體陣中大大的以分。之 在供上好。 提有 ，的高 ，快 大的例有邊 m 可部絶變 亦提片最阻 上供方構供是供 。件構施具側0/^件腳隔改 料它基料電 其提上結提的提波元結實邊的17元此熱度 材為到材一 ，方片種以好以磁持接一側件 m 持。的溫。測因接測成 構下基此可最料電支橋在的元A支方間之的感，連感形 結的於 而 材的 微 件持35上 Η 量失 的被 可 I Γ ..---J---------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 514723 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 11 五、發明說明（） 或者，感測材料可以是一鐵電材料。在此情況下，喊 測元件可以形成電容器之介電。 此種結構是方便的，因為他們提供測量在支持元件中 的溫度改變之裝置（亦即，在電阻中電阻值的改變，或 電容器介電所形成的電容器中電荷的改變）。 電阻可連接於提供於基片中之C Μ 0 S電晶體。這提供 了 一便利結構，能夠處理由微橋接結構提供之資訊。 電晶體可以安排成一開關，提供一方便結構，能夠 在正確的時間連接電阻至處理電子。 電阻可以有一約為3 k Ω之電阻值。或者，電阻可以有 在1.5kQ至61ίΩ範圍之電阻值，或者在約2kQ至4.5kQ 之電阻值。 感測材料可以是一金屬，更特別的是可以是鈦，其可 以是使用C Μ 0 S相容程序易提供的材料。再者，鈦具有溫 度依據之電阻，使得它更適於此應用，並具有一高電阻 率。在另一實施例中，例如非晶形矽的材料，氧化釩， 鉑，鎳，鋁，或上述任何金屬的合金可以提供作為感測 材料。 電阻最好提供作為支持元件上的徑跡。這是有利的， 因為它允許電阻的長度被最大化，其增加電阻之值。具 有高電阻值是有利的，因為它可使偵測電子較易自具有 較高值之電阻處理讀取之數。 徑跡具有一蜿延的結構，其俗霄試最大化徑跡長度的 方便結構。婉延結構的大部分最好在交錯方向。交錯方 - 1 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --：---^---------------旬---------^ ^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 514723 A7 B7 五、發明說明 1 2() 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 為不 件 丨要以可 i 。的 ，供下 這 支進化 --I5J Ώ £ 因而 元的 想可過 、 後提隔 或 於更大 C ，件 持射 P 擾備通40b2A構以間 鎳 供是最射 的元 支輻㈣干準會1/是至 結可之 ， 提它是輻 利測 ，射 U 地之不 之以 0 接層間 鉛 可為收之 有感 中入 性料射 波可 b^o橋射之 ， 其因吸長 是過 例的皮壞材輻 射度0微反構 鉻 ，，之波 向通 施内以破測之 輻厚在_過。結 ， 層的射要 方射 實之 € 並感振 之的可 Μ 通例接 鈦 配利輻想 錯輻 些料 h 面之偏 量件度 f 在比橋 ， 匹有射收 交的 某材 ΐ 表側定 測元厚 # 化射徹 鋁 一是入趿 種振 在件τπί上下特。要持的 5 強輻及 ： 含層之別 此偏 道元 Ρ 的件一序想支件Μ步的片 造 包配長特 持 至 。定 知持 件元保程是，元 m 一構基 製 步匹波構 的待 應支dt元持確射以說持# 進結在 屬。一種要結 直有 士在 ί 持支並反可地支75以接， 金金進此想肋 垂具 人為 — 支 。序値度確 ，D 層橋區 列合更 C 保幫 相免 的上 回射程這厚明中在射微面 下屬可面確以 互避 藝體 ，射輻射化之 。例是反回表 自金構表來可 是忙 技大 3 反射反強件的施或一射上 係的結上制層 Ksl 上幫。此係 面入個步元利實，供反的 層中接的機配 體可收悉度 。表之這一持有他内提 Η 片 射屬橋件的匹 大們吸熟厚4λ下長肋進支是其圍可基基。反金微元步 。 向它被 的1/由波幫能 個在範 自在方 些 持一的 ------r-------Aw--------訂---------線"4^" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 514723 A7 B7 13 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 介接可 方 ，測 據材 橋決 或 適名 圖 媒橋它 二 流可。根牲 _ 而 像 在簽 中 個微為 第 電它計由犧m,，走 影 會IR其 兩配因。的 壓，力藉。A 流帶IR度的 ， 過匹，量明 偏導壓可度75電量 ， 溫體 明 通能的射發 一傳尼料深α 壓流 鈐 的物 發 ； 前可利反本 於熱喇材的 ϋ 偏體 警 接生 本 圖 波層有之據 對的皮牲 mIn,一液 者 橋産 述 略 一配是面根 為體一犧1AA於或 侵 微於 詳 槪 當匹其表有。因氣是則 Q05對體 入 為在 式 之 是 ，，上供器。周以 ，到 ο 。氣 ，。因器。圖 置 的此率之提能器四可計積： 器由 。測器 ，射的隨 裝 道因射置 ，換能於器力澱度 能快器偵能器發用伴 接 知。折裝面的換由能壓被深 換多能火換射種有考 橋 應射的接方内力據換尼法一 量熱換在TR發此是參 微 士反間橋三構壓根。喇方任mo流據量以為TR。，， 型 人的空微第結一會力皮的列 A 一根流可中一變擬例 典 之度由在的接是度壓是面下15是會為器用是改模範 一 藝程自生明橋以溫的器方到 G 以度作能應以時了由 示 技些至發發微可構體能一積或可溫可換的可通為藉 顯 此某率化本在器結氣換第沈 m 器之此，測器流是將 圖 悉生射小據含能接些如明以5>u能構因然檢能流能列 ：1 熟發折最根包換橋那假發可12換結，當動換電可下為第 ，的以 面 微量 本料 G 接定 自 當， 式 lr!l„-------·--------IT---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 514723 A7 B7_ 14 五、發明說明（） 第2a至2c圖顯示不同型式之微橋接裝置之切面圖； , 第3a至3i圖顯示根據本發明一微橋接裝置製程的切面圖； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第4 a , b，c圖顯示第1圖之微橋接裝置之下側之等量圖； 第5及6圖顯示根據本發明之微橋接結構之掃描電子 顯微照相片。 第1圖顯示典型的微橋接裝置，在此情況下，偽一微 熱'輻射計。主體1偽適用於吸收入射之想要波長之輻射 。腳2 ， 4偽提供來支持在基片上方（未上）之主體1並 提供與基片的熱隔絶。基片可以是一半導體晶圓。 第2 a圖顯示均勻橋型之微橋接結構，其中橋係一大體 上均勻之材料。某些感測之設備偽用來決定橋之溫度改 變。感測設備可以是使電流通過橋及測量電流改變。 第2 b圖顯示微橋接結構之膜在支持上型，其中（在此 情況中），一金屬膜6傺提供於支持橋8之上面。金i 膜之形狀使其作為一電阻。連接孔1 0， 1 2通過橋8以允 許電阻連接來處理在橋8下方之區之電子。根據此設計 之裝置具有下列兩缺點：首先，金屬膜反射想要波長之 人射輻射之一定量，因此減少本設計之效率。第二，連 接孔1 Q， 1 2之製造引進多餘的重要處理步驟，其不僅使 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 裝置更貴亦減少製程之良率。 第2 c圖顯示微橋接裝置之結構，或在此情況中，一根 據本發明製造之微熱輻射計，其中金屬膜1 4偽提供於橋 結構1 6之下側。 第3圖描述出含在製造第2c圖結構之程序步驟。程序 -1 6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 514723 A7 B7 15 五、發明說明（） 之起始點，如第3 a圖所示偽一完全處理之C Μ 0 S晶圓2 0。 區2 2 (其係顯示於第3 a圖）偽用來表示提供於晶圓2 G中之 C Μ 0 S電路。在相關於第3圖描述之範例中，此方法之被 始步驟包含在晶圓之上表面上提供一金屬層。金屬層連 接電路22至微橋接結構。金屬層可能需要或不需要，依 據在CMOS電路22之製造中可取得之金屬層數目。 在關於第3 a圖描述之程序之開始，晶圓2 Q具有一 B P S G 被動層2 4，提供於最上表面。 如第3b圔所示，所掲示方法之第一步驟偽製作圖案及 蝕刻B P S G被動層2 4以開啓連接孔2 6至C Μ 0 S電路2 2。一旦 連接孔2 6被打開，預金屬清潔被執行。這是藉由使用 1 0 : 1 H F酸3 0秒而達成的。 一旦執行了清潔，金屬沈積及刻畫圖案。金屬徑跡 28在連接孔26中形成。在一實施例中，5# in的A1/1X的 Si沈積，，具有60-70roQ/sq之電阻率。 如第3d圖所示，一旦提供了金屬徑跡28，被動層30澱 積在晶圓2 0之表面上。 在所顯示的實施例中，氮化矽傜藉由電漿強化化學蒸 氣沈積（P E C V D )法沈積至2 # m之深度。 熟悉此技藝之人士應知道若是CMOS電路有足夠金屬層 以提供連接至微橋接結構，這個點可以是程序之開始。 一旦提供了被動層3 0，犧牲材料3 2被提供至晶圓2 0之 表面。此犧牲層包含一材料其可自微橋接結構下方被蝕 刻而需要之蝕刻不損壞結構，感測材料，或任何位在下 一 1 7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 訂---------線· 514723 A7 B7 16 五、發明說明（ 一 保 用時 使案 以圖 可畫 〇 刻 胺在 醯序 亞程 聚阻 是光 以準 可標 料一 材得 個使 這， 〇 胺 路醯 電亞 S ο¾ CM之 的統 方傳 在 以 可 其 5 Ο 胺案 醯圖 亞畫 聚刻 像被 想接 可直 阻後 光線 一 外 用紫 使露 以曝 可罩 者光 或義 ，定 它由 護經 。 後 胆案 光圖 及畫 胺刻 醯在 亞 。 聚度 之深 統的 傳 了 用約 使化 ，熟 例並 施佈 實塗 之轉 述旋 描係 此 層 在牲 犧

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Claims (1)

1. 514723

   f °j< 1 _猙六、申請專利範圍 一 一 ·…一 第89 1 1 84 1 9號「熱輻射計之微型橋接結構，製造其於基 片上之方法及換能器」專利案 （9 1年9月修正） 六申請專利範圍 1· 一種熱輻射計，包含一微型橋接結構，具有一基片 ，在該基片上配置有一支持元件，設置以吸收入射 輻射輻射，在其下方配置有一電阻性感測材料，設 置來改變電阻以響應於入射輻射，該感測材料係藉 該支持元件支持於該基片上方且在連接區連接於該 基片上之徑跡，而該支持元件延伸自一毗鄰於該基 片之區及實質地包含一單一之金屬層。 2. 如申請專利範圍第1項之熱輻射計，其中該支持元 件之厚度係實質地設定成入射輻射之1 / 4 λ於支持元 件材料內。 3. 如申請專利範圍第1項之熱輻射計，其中該支持元 件係由二氧化矽（S i 02)製成。 4·如申請專利範圍之第1項之熱輻射計，其中配置腳 部分以懸掛該支持元件於該基片上方，且其中該感 測材料係配置於該等腳部分之下方。 5.如申請專利範圍第1項之熱輻射計，其中該感測材 料係配置作爲至少一具有蜿延結構之徑跡。 6·如申請專利範圍第5項之熱輻射計，其中該蜿延結 構具有橫切方向之部分。 7.如申請專利範圍第6項之熱輻射計，其中該等橫切 514723 六、申請專利範圍 方向實質地相互垂直。 8. 如申請專利範圍第1項之熱輻射計，其中一匹配層 係配置於該支持元件之最上表面。 9. 一種製造包含有微型橋接結構於基片上之熱輻射計 之方法，包含下列步驟： a.提供一犧牲層於該基片之一表面區之上； b .製作圖案地蝕刻該犧牲層； c .提供一電阻性感測材料於該犧牲材料之一表面區 之上，使其接觸該基片上之徑跡； d ·提供一支持材料於該感測材料之表面區之上； e ·去除該犧牲材料而留下支持材料，具有該電阻性 感測材料於其下方表面上，實質地不需支撐地站 立於該基片上，使得該支持材料係設置以吸收入 射輻射。 1〇·如申請專利範圍第9項之方法，其中該犧牲材料係 聚亞醯胺。 11·如申請專利範圍第9項之方法，其中該方法包含施 加該支持材料使其具有厚度爲1/4λ，其中λ係支持 材料內想要入射輻射之波長。 讼如申請專利範圍第9項之方法，其包含提供該感測 材料，使得具有特定偏振之入射輻射無法通過。 这如申請專利範_ 91頁之方法，$中該感測材料係 配置爲至少一蜿延徑跡。 514723 六、申請專利範圍 14. 如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該至少一徑跡 係配置使得其具有延伸於相互橫切方向中之長度。 15. 如申請專利範圍第9項之方法，其中一封包係提供 用於微型橋接結構。 16·如申請專利範圍第1 5項之方法，包含以一具有低熱 傳導率之氣體塡充封包，或將該封包抽真空。 17. —種含有如申請專利範圍第1項之熱射輻射器之換 能器。 18. 如申請專利範圍第1 7項之換能器，其中該換能器係 一紅外線（I R )換能器及/或發射器。