TWI613425B - 蜿蜒紅外線感測器 - Google Patents

蜿蜒紅外線感測器 Download PDF

Info

Publication number
TWI613425B
TWI613425B TW102131234A TW102131234A TWI613425B TW I613425 B TWI613425 B TW I613425B TW 102131234 A TW102131234 A TW 102131234A TW 102131234 A TW102131234 A TW 102131234A TW I613425 B TWI613425 B TW I613425B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
conductive
absorber
end portion
mems sensor
reflector
Prior art date
Application number
TW102131234A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201418679A (zh
Inventor
蓋瑞 亞馬
安道 菲
法比昂 波爾克
蓋瑞 歐布琳恩
Original Assignee
羅伯特博斯奇股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 羅伯特博斯奇股份有限公司 filed Critical 羅伯特博斯奇股份有限公司
Publication of TW201418679A publication Critical patent/TW201418679A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI613425B publication Critical patent/TWI613425B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/0225—Shape of the cavity itself or of elements contained in or suspended over the cavity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/0225—Shape of the cavity itself or of elements contained in or suspended over the cavity
    • G01J5/023—Particular leg structure or construction or shape; Nanotubes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/0225—Shape of the cavity itself or of elements contained in or suspended over the cavity
    • G01J5/024—Special manufacturing steps or sacrificial layers or layer structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/04—Casings
    • G01J5/041—Mountings in enclosures or in a particular environment
    • G01J5/045—Sealings; Vacuum enclosures; Encapsulated packages; Wafer bonding structures; Getter arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/04—Casings
    • G01J5/046—Materials; Selection of thermal materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0808—Convex mirrors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0853—Optical arrangements having infrared absorbers other than the usual absorber layers deposited on infrared detectors like bolometers, wherein the heat propagation between the absorber and the detecting element occurs within a solid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/20—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using resistors, thermistors or semiconductors sensitive to radiation, e.g. photoconductive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/09—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

在一實施例之中，一MEMS感測器包含一反射鏡以及一與該反射鏡隔開之吸收體，該吸收體包含複數彼此隔開之導電腿，該導電腿在該反射鏡正上方之一區域上界定出一曲折路徑。

Description

蜿蜒紅外線感測器
本揭示係有關於感測器裝置以及製造該裝置的方法。
依據被稱為普朗克輻射定律(Planck's law of radiation)、史提芬波茲曼定律(Stefan-Boltzmann Law)、以及維恩位移定律(Wien's displacement law)的法則，處於任何非零溫度的物體均輻射出能夠被描述成電磁波或光子的電磁能量。維恩位移定律指出，一物體所輻射出的最長波長(λmax)係與該物體的溫度成反比，如以下關係式所大致估計：
Figure TWI613425BD00001
因此，對於處於接近室溫的物體，其發出的電磁輻射大部分係位於紅外線(infrared)的區域之內。由於CO2、H2O、以及其他氣體及物質的存在，地球的大氣層吸收具有特定波長的電磁輻射。然而，量測的結果顯示其存在吸收甚微的"大氣窗口"。此種"窗口"之一實例係8μm(微米)至12μm的波長範圍。另一窗口出現於3μm(微米)至5μm的波長範圍。通常，溫度接近室溫的物體發射出波長接近10μm的輻射。由此可知，接近室溫的物體所發射的電磁輻射僅被地球的大氣微量地吸收。因此，暖於或冷於周遭室溫之物體的存在的偵測可以利用一個能夠量測該物體所發出的電磁 輻射的偵測器而輕易達成。
電磁輻射偵測器之一常見應用係用於在人員或車輛靠近之 時自動開啟車庫門燈。另一應用係熱成像(thermal imaging)。在熱成像之中，其可以使用於輔助駕駛的夜視系統，來自景象的電磁輻射被聚焦至偵測器之一陣列上。熱成像不同於使用光倍增器(photomultiplier)放大任何數量的現有微弱可見光或者是使用近紅外線(~1μm波長)照明及近紅外線攝像機的技術。
其中二種類型的電磁輻射偵測器係"光子偵測器(photon detector)"和"熱偵測器(thermal detector)"。光子偵測器利用光子之能量激發一材料中的帶電載子以偵測入射的光子。材料之激發從而被電子式地偵測。熱偵測器亦偵測光子。然而，熱偵測器係使用光子的能量來增加一組件之溫度。藉由量測溫度上的變化，可以判定產生該溫度變化的光子強度。
在熱偵測器之中，因進入的光子所造成的溫度變化可以利用隨溫度變化的電阻(熱敏電阻(thermistor))、熱釋電效應(pyroelectric effect)、熱電效應(thermoelectric effect)、氣體膨脹、以及其他方式加以量測。熱偵測器的優點之一，特別是對於長波長紅外線偵測，係熱偵測器不需要低溫冷卻來達到一個可接受的效能水準，此與光子偵測器不同。
其中一種類型的熱感測器稱為"輻射熱計(bolometer)"。儘管"bolometer"這個字的詞源涵蓋任何用以量測輻射的裝置，但輻射熱計通常被理解為一種熱偵測器，藉由一熱敏電阻偵測位於長波長紅外線區間(8μm至12μm)內或者中波長紅外線區間(3μm至5μm)內的輻射。
一輻射熱計之靈敏度大體而言隨著感測器對其周圍環境具 有較佳的熱隔離、具有較高的紅外線吸收係數、較高的電阻溫度係數、較高之電阻、以及較高的偏壓電流而增加。因此，由於輻射熱計必須先吸收入射電磁輻射以感應溫度上之變化，故一輻射熱計中的吸收體(absorber)的效率與輻射熱計的靈敏度及精確度有關。理想情況下，其需要接近100%的入射電磁輻射之吸收。理論上，具有片電阻(sheet resistance；以每平方單位之歐姆(Ohm)值為單位)等於自由空間之特性阻抗、且鋪置於一光學厚度d的介電質或者真空間隙上之金屬薄片對於波長4d之電磁輻射會具有一100%之吸收係數。以下的關係式顯示自由空間之特性阻抗(Y)的表示式；
Figure TWI613425BD00002
其中ε0係真空介電常數(vacuum permittivity)而u0係真空磁導率(vacuum permeability)。
自由空間之特性阻抗之數值接近377歐姆。間隙之光學長度被定義成"nd"，其中n係介電質、空氣或真空之折射率(index ofrefraction)。
以往，微機電系統(micro-electromechanical system；MEMS)已證明在許多應用之中係有效的解決方案，肇因於MEMS裝置所顯現的靈敏度、空間及時間解析度、以及較低的電力需求。其應用之一係做為一輻射熱計。已知的輻射熱計使用一支撐材料，做為一吸收體以及充當一機械支撐。通常，該支撐材料係氮化矽(silicon nitride)。一熱靈敏薄膜形成於吸收體之上以被使用做為一熱敏電阻。此種具有附加熱敏電阻之吸收體結構被透過懸置腿部固定至一基板，該懸置腿部具有高熱阻以供入射電磁輻射在感測器上產生溫度的大幅增加。
用以微加工懸置構件的傳統技術涉及材料沉積於一"犧牲" 層之上，該犧牲層最終預定被移除，且其係利用一光阻(photoresist)，藉由例如旋轉塗佈(spin coating)或者聚合物塗佈(polymer coating)進行沉積。其可以利用各種技術達成薄膜金屬或者半導體之沉積，包含低壓式化學氣相沉積(low-pressure chemical vapor deposition；LPCVD)、磊晶生長(epitaxial growth)、熱氧化(thermal oxidation)、電漿增強式化學氣相沉積(plasma-enhanced chemical vapor deposition；PECVD)、濺鍍(sputtering)、以及蒸鍍(evaporation)。
然而，多數的已知輻射熱計均具有一大體而言長方形的吸收 體。此等吸收體顯現出較低的熱隔離性以及低電阻，故降低了裝置的反應度。
故提出一種顯現出較佳靈敏度的紅外線感測器係有助益性 的。其亦需要一種提供有效率熱吸收的感測器。此種感測器顯現較佳之熱隔離及高電阻將是有助益性的。一種具有較佳靈敏度且可以利用已知的生產製程產製的感測器將更加有助益性。
在一實施例之中，一MEMS感測器包含一反射鏡以及一與該反射鏡隔開之吸收體，該吸收體包含複數彼此隔開之導電腿部，該導電腿部在該反射鏡正上方之一區域上界定出一曲折路徑。
在另一實施例之中，一種形成一MEMS感測器的方法包含提供一絕緣層、形成一反射鏡於該絕緣層之上、以及藉由形成複數彼此隔開之導電腿部以形成一與該反射鏡隔開之吸收體，該導電腿部在該反射鏡正上方之一區域上界定出一曲折路徑。
100‧‧‧半導體感測器組合件
102‧‧‧基板
104‧‧‧絕緣體疊層
106‧‧‧反射鏡
108‧‧‧吸收體
110‧‧‧接取通孔
112‧‧‧接取通孔
114‧‧‧接合墊
116‧‧‧接合墊
118‧‧‧饋穿體
120‧‧‧饋穿體
122‧‧‧導電支柱
123‧‧‧支撐桿
124‧‧‧導電支柱
125‧‧‧支撐桿
132‧‧‧線性腿狀部分
142‧‧‧接合環
144‧‧‧末端結構
146‧‧‧腿狀部分
150‧‧‧基板
152‧‧‧絕緣體疊層部分
154‧‧‧饋穿體
156‧‧‧饋穿體
158‧‧‧接合墊
160‧‧‧接合墊
162‧‧‧絕緣體疊層
170‧‧‧通孔
172‧‧‧通孔
174‧‧‧通孔
176‧‧‧通孔
180‧‧‧反射鏡
182‧‧‧接合環
184‧‧‧犧牲層
186‧‧‧通孔
188‧‧‧通孔
190‧‧‧蜿蜒狀渠道
192‧‧‧吸收體疊層
200‧‧‧吸收體剖面/感測器組合件
202‧‧‧基座層/基板
204‧‧‧中間層/腔穴
206‧‧‧上方層/反射鏡
208‧‧‧吸收體剖面/吸收體
210‧‧‧U形線吸收體/饋穿體
212‧‧‧吸收體剖面/饋穿體
214‧‧‧外U形剖面/接合環
216‧‧‧內U形剖面/末端結構
218‧‧‧腿狀部分
250‧‧‧感測器組合件
252‧‧‧吸收體
254‧‧‧支撐桿
256‧‧‧支撐桿
260‧‧‧感測器組合件
262‧‧‧吸收體
270‧‧‧感測器組合件
272‧‧‧吸收體
280‧‧‧感測器組合件
282‧‧‧吸收體
300‧‧‧半導體感測器組合件
302‧‧‧基板
304‧‧‧絕緣體疊層
306‧‧‧反射鏡
308‧‧‧吸收體
310‧‧‧接取通孔
312‧‧‧接取通孔
314‧‧‧接合墊
316‧‧‧接合墊
318‧‧‧饋穿體
320‧‧‧饋穿體
322‧‧‧導電支柱
323‧‧‧支撐桿
324‧‧‧導電支柱
325‧‧‧支撐桿
342‧‧‧接合環
344‧‧‧支撐板
346‧‧‧腿狀部分
348‧‧‧末端結構
圖1描繪一輻射熱計裝置沿著圖2的線條A-A所取之一側剖面視圖，依據本揭示之原理，該輻射熱計裝置包含一吸收體，此吸收體利用末端部分之四十五度角區段之組合，連接線性的腿部，以提供增加的熱隔離與較高之電阻率；圖2描繪圖1之輻射熱計之一上視圖；圖3描繪一包含多層不同材料以提供一長方形剖面之線吸收體(wire absorber)之一側剖面視圖；圖4描繪一被塑造成I字梁(I-beam)形狀以提供額外強度之線吸收體之一側剖面視圖；圖5描繪一被塑造成"U"字形狀以提供額外強度之線吸收體之一側剖面視圖；圖6描繪一具有多重材料疊層且被塑造成"U"字形狀以提供額外強度及其他所需特性之線吸收體之一側剖面視圖；圖7描繪一裝置基板沿著一條類似圖2之線條A-A所取之一側剖面視圖，在此實施例之中，該裝置基板係一互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)，依據本揭示之原理，具有一局部絕緣體疊層形成於基板之上；圖8描繪圖7之裝置在饋穿體(feed through)及相關接合墊(bond pad)已形成於該局部絕緣體疊層上之後，沿著一條類似圖2之線條A-A所取之一側剖面視圖； 圖9描繪圖8之裝置在絕緣體疊層的其餘部分已形成於饋穿體及相關接合墊上之後，沿著一條類似圖2之線條A-A所取之一側剖面視圖；圖10描繪通孔形成穿過絕緣體疊層以暴露接合墊與饋穿體的一部分的圖9之裝置沿著一條類似圖2之線條A-A所取之一側剖面視圖；圖11描繪一反射鏡及一接合環形成於絕緣體疊層的頂部的圖10之裝置沿著一條類似圖2之線條A-A所取之一側剖面視圖；圖12描繪圖11之裝置在一犧牲層已形成於基板上，且穿過犧牲層通往饋穿體之通孔以及一條介於通孔之間的渠道已形成之後，沿著一條類似圖2之線條A-A所取之一側剖面視圖；圖13描繪一吸收體疊層形成於通孔及渠道之內且位於反射鏡正上方而並未延伸入接合環正上方的犧牲層部分的圖12之裝置沿著一條類似圖2之線條A-A所取之一側剖面視圖；圖14描繪犧牲層移除後之圖13之裝置沿著一條類似圖2之線條A-A所取之一側剖面視圖；圖15描繪沿著圖16的線條A-A所取之一側剖面視圖，依據本揭示之原理，該輻射熱計裝置包含一吸收體，此吸收體利用一末端部分中之二個九十度彎曲片段之組合，連接線性的腿部，以提供增加的熱隔離與較高之電阻率；圖16描繪圖15之輻射熱計之一上視圖；圖17描繪一輻射熱計裝置之一簡化上視圖，該輻射熱計裝置包含一蜿蜒狀吸收體，此蜿蜒狀吸收體利用一末端部分中之九十度角片段之組合連接線性的腿部，以提供增加之熱隔離與較高之電阻率； 圖18描繪一輻射熱計裝置之一簡化上視圖，該輻射熱計裝置包含一複雜蜿蜒狀吸收體，此複雜蜿蜒狀吸收體利用一末端部分中之九十度角之片段之組合連接線性的腿部，以提供增加之熱隔離與較高之電阻率；圖19描繪一輻射熱計裝置之一簡化上視圖，該輻射熱計裝置包含一複雜吸收體，此複雜吸收體利用一末端部分中之九十度角片段之組合連接線性的腿部，以提供增加之熱隔離與較高之電阻率；圖20描繪一輻射熱計裝置之一簡化上視圖，該輻射熱計裝置包含一複雜蜿蜒狀吸收體，此複雜蜿蜒狀吸收體利用一末端部分中之九十度彎曲片段之組合連接線性的腿部，以提供增加之熱隔離與較高之電阻率；圖21描繪一輻射熱計裝置沿著圖22的線條A-A所取之一側剖面視圖，依據本揭示之原理，該輻射熱計裝置包含一吸收體，此吸收體利用末端部分之四十五度角區段之組合，連接線性的腿部，以提供增加的熱隔離與較高之電阻率；而圖22描繪圖21之輻射熱計之一上視圖。
基於增進對本揭示之原理的瞭解之目的，以下將參見例示於圖式之中且描述於以下書面說明之中的實施例。其應理解，其並未預期對本揭示之範疇的限制。另外其亦應理解，本揭示包含對於例示實施例之任何改造與修改，且包含本揭示之原理之進一步應用，如同本揭示之相關領域之熟習者所應體認。
一半導體感測器組合件100描繪於圖1及圖2之中。圖1描繪半導體感測器組合件100之側剖面視圖，在此實施例之中，其係一輻射 熱計，而圖2係感測器組合件100之一上視圖。在一實施例之中，感測器組合件100係形成於一互補金屬氧化物半導體(CMOS)基板或者另一類型之基板之上。感測器組合件100包含一基板102、一絕緣體疊層104、一反射鏡106以及一吸收體108。基板102(其在此實施例之中係一可以包含一或多個感測器組合件100之矽晶圓)包含用以接取感測器組合件100之輸出的電子電路。
絕緣體疊層104在一實施例之中係一沉積介電質，例如 SiO2，其包含絕緣體層104內的接取通孔110及112，分別提供對於接合墊114及116之接取。接合墊114及116分別導電性地連接至埋入的饋穿體118及120，該饋穿體於絕緣體疊層104之內延伸至導電支柱122及124。
支柱122與124自埋入的饋穿體118及120向上延伸，以在 一位於絕緣體疊層104之上表面上方的位置處支撐吸收體108。每一支柱122/124均透過各自的支撐桿123/125支撐吸收體108。
反射鏡106連同一接合環142位於絕緣體疊層104的上表面 之上。接合環142完全延伸於支柱122/124及吸收體108周圍，但位於接取通孔110及112內側。接合環142係用以形成一個具有一外蓋(圖中未顯示)的接合體，從而保護吸收體108，而接取通孔及絕緣體疊層104內的結構允許吸收體108與外部電子之間的電性通連。該外蓋另外允許對於被吸收體108所佔據之空間內之一真空之包封，以確保感測器組合件100之正確及可靠之運作。其可以將一個以上之感測器組合件100包封於同一外蓋結構之下。
反射鏡106位於吸收體108的正下方，且舉例而言，可以是 一金屬反射器或者是一多重疊層介電質反射器。吸收體108透過一個約莫2.0至3.0μm的間隙與反射鏡106隔開。該間隙在此實施例之中被選擇以最佳化在長波長紅外線區域(8至15微米)內的吸收。
吸收體108，除了吸收來自入射光子的能量之外，係被選擇 以提供一個良好的雜訊等效溫差(noise-equivalent temperature difference；NETD)。為了使吸收體108具有一個良導的NETD，被選定形成吸收體108的材料應該顯現高的電阻溫度係數，同時具有低的額外雜訊(1/f雜訊)。由於其高電阻溫度係數，諸如氧化釩(vanadium oxide)之半導體材料常用於微機械式輻射熱計之中。其他材料包含Si(多晶式/非結晶式)、SiGe、Ge、Pt、TiN、Ti、以及前述物質之組合。雖然相較於諸如氧化釩的若干半導體材料而言，金屬具有較低之電阻溫度係數，但金屬通常比許多半導體材料具有低甚多的額外雜訊，因此提供較佳之NETD。
因此，在一實施例之中，吸收體108包含金屬。鈦(Titanium) 及鉑(Platinum)係二種顯現合意特性之金屬。例如，鈦具有大約7*10-7歐姆的體電阻率(bulk resistivity)。利用7*10-7歐姆的體電阻率，匹配自由空間阻抗(每平方單位377歐姆)所需的吸收體108之厚度應該大約是1.9nm(奈米)。然而，形成至厚度小於大約50nm之材料之電阻率可能比該體數值高出數倍。 因此，取決於製程參數，吸收體108之厚度，若由鈦製成，較佳之實施方式係大約10nm。為了依據需要調整電阻率，在形成期間，雜質亦可能被引入吸收體108。
因此，在此實施例之中，吸收體108之厚度係大約10nm， 而吸收體108從支柱122到支柱124之長度通常介於15μm與70μm之間。 此組態所提供的吸收體108之厚度相對於吸收體108之長度的比例係位於1/1000之等級，而吸收體108之厚度相對於間隙寬度之比例則大約1/100。 然而，支柱122/124之間的吸收體108之實際距離係增加的，因為吸收體108係蜿蜒的形狀。
吸收體108係一獨立支撐之蜿蜒線狀結構。此獨立支撐蜿蜒 線狀結構提供較佳的熱隔離及較高之電阻(從而提供一較高之反應度)，無須在一般而言是長方形的典型吸收體結構上增加尺寸，舉例而言，相較於一長方形吸收體，吸收體108之蜿蜒特性將支柱122/124之間的沿吸收體108之直線距離增加超過5倍。
吸收體108同時亦包含末端結構144，其將腿狀部分146彼此連接或者連接至支撐桿123/125。末端結構144並未利用九十度角組構。而是採用一四十五度角之區段，以在腿狀部分146之間的方向上產生一個180度的改變。因此，其避免掉電流擁擠(current crowding)以及高機械應力場。
在圖1及圖2的實施例之中，吸收體108之剖面基本上係長方形(參見圖1)。取決於特定實施例，一個簡單的長方形剖面可能無法提供所需之堅硬度或強度。因此，在其他的實施例之中，其採用其他的剖面形狀及組態。舉例而言，圖3描繪一吸收體剖面200，其包含一基座層202、一中間層204、以及一上方層206。吸收體剖面200中的各個疊層之材料之選擇係基於所需的強度、吸收性、及其他性質。圖4描繪一吸收體剖面208，形成為一I字梁的形狀以提供額外的強度。
圖5描繪一"U形"線吸收體210。線吸收體210在一些實施例之中係以描述於2012年3月8日提申之編號13/415,479的美國專利申請 案之中所描述的方式構建，此處藉由引用將其整體內容納入本文。此U形形狀提供額外的強度。圖6描繪一類似的吸收體剖面212，其包含一外U形剖面214以及利用一不同材料形成之一內U形剖面216。
回到圖1與圖2，感測器組合件100跨支柱122/124與吸收體108量測的總電阻由以下等式所定義：R=n*R a
其中n係線性腿狀部分132之數目，而Ra係線性腿狀部分其中一者之電阻，其一起形成吸收體108。由於相當大的材料體積以及相較於支撐腿狀部分的短長度，支柱122/124之電阻係微不足道的。
在吸收體108以電磁輻射照射之後，吸收體108之平均溫度即增加△T。感測器之電阻因入射輻射而改變之一數量△R由下式給定：△R=α nR a △T
其中α係薄膜之電阻之溫度係數。
在一實施例之中，線性腿狀部分之寬度顯著地小於待測定之紅外線輻射之波長(8μm至-12μm或者3μm至5μm)(亦稱為"目標"波長)。因此，線性腿狀部分之組合件被進入之紅外線輻射視為一有效介質並形成一有效率的吸收體。
在一實施例之中，介於線性腿狀部分之間的間隙顯著地小於目標波長(8μm至-12μm或者3μm至5μm)。因此，線性腿狀部分之組合件整體上被進入之紅外線輻射視為一有效介質並形成一有效率的吸收體。因此，進入的IR輻射看見一增加的有效片電阻，而前述之377歐姆之條件可以經由較高之膜片厚度加以達成。
當電磁輻射(例如，紅外光)抵達感測器組合件100之時，電 磁輻射在吸收體108之薄膜金屬內被吸收，吸收之效率取決於吸收體108之電阻率、反射鏡106之品質、吸收體108與反射鏡106之間的間隙高度、以及輻射波長。在吸收入射輻射之後，吸收體108即承受溫度上之增加。 此溫度增加從而又導致吸收體108之電阻率的減少或增加。吸收體108接著被電氣性地探測以量測吸收體108之電阻率，從而間接地量測入射電磁輻射之量。
在一實施例之中，由於沉積金屬及半導體之典型電阻率，懸 置薄膜吸收體108具有不到50nm的厚度。針對吸收體108之形成，此實施例偏好被稱為原子層沉積(atomic layer deposition)之沉積技術之特徵，優於傳統之微加工技術，例如，濺鍍及蒸鍍。此裝置優於許多已知裝置的優點之一係其製造的簡易性，其說明參照圖7至圖14進行。
一諸如感測器組合件100之感測器之製造開始於一基板150 之準備，此顯示於圖7。基板150可以是一用以形成數個感測器之較大基板的一部分。一初始絕緣體疊層部分152形成於基板150的上表面之上。此例中，一大約1000Å的氧化物薄膜形成於基板150之上。
接著，饋穿體154與156以及相連的接合墊158與160形成 於初始絕緣體疊層部分152的上表面之上(圖8)。饋穿體154/156及接合墊158/160係藉由任何可接受之製程，諸如包括微影蝕刻(lithography)及電漿蝕刻(plasma etching)者，形成自一傳導金屬。接著其藉由包封饋穿體154/156及接合墊158/160形成絕緣體疊層162的其餘部分(圖9)。絕緣體疊層162可以依據需要被平坦化。在一些實施例之中，一或多個饋穿體154/156可以連 接至例如電晶體之CMOS裝置的另一部分。
參見圖10，部分的饋穿體154/156以及接合墊158/160接著 藉由蝕刻一完全穿過絕緣體疊層162之渠道而被暴露，以分別形成通孔170、172、174、和176。在圖11之中，一反射鏡180與一接合環182形成於絕緣體疊層162的上方疊層之上。反射鏡180及接合環182之形成可以是藉由濺鍍、微影蝕刻、及蝕刻、或者任何其他可接受的製程。若有必要，接合環182及反射鏡180可以同時形成。
一犧牲層184接著形成於絕緣體疊層162、反射鏡180、以 及接合環182之頂部上(圖12)，且藉由蝕刻一完全穿過犧牲層184之渠道形成通孔186及188，以分別暴露部分之饋穿體154及156。一蜿蜒狀渠道190亦形成於犧牲層184之中，連接通孔186及188。通孔186/188及渠道190可以是利用旋轉光阻及微影蝕刻術形成。
在利用穿透矽穿孔於基板150之背側以提供電性接觸的實 施例之中，不需要絕緣體疊層162。此外，其亦可以利用用以形成饋穿體154/156之同一材料形成反射鏡180。因此，描繪於圖7至圖12中之疊層，如162與184，可以是形成為單一疊層。
接著，一吸收體疊層192形成於一部分的犧牲層184上方、 饋穿體154/156的暴露表面部分之上、通孔186及188的側面之上、以及沿著渠道190之牆面及底部。在一些實施例之中，通孔186及188先被填充，隨後是渠道190之形成以及利用一吸收體疊層填充渠道190。在不同的實施例之中，相較於用以形成吸收體的材料，其使用一不同之材料填充一渠道部分，其變成支撐桿123/125及/或支柱122/124。此修改僅需要修改形成不 同渠道/通孔之時序。
吸收體疊層192在一些實施例之中係藉由原子層沉積(ALD) 形成。ALD被用以沉積材料，藉由依序將一基板暴露至數個不同的母材(precursor)。一典型之沉積循環開始於將一基板暴露至一母材"A"，其與基板表面反應直到飽和為止。此被稱為一"自行終止反應"。接著，基板被暴露至一母材"B"，其與表面反應直到飽和為止。此第二個自行終止反應使表面再活化。再活化使得母材"A"能夠與表面反應。通常而言，使用於ALD中的母材包含一有機金屬母材以及一諸如水蒸汽或臭氧(ozone)之氧化劑(oxidizing agent)。
理想情況下，沉積循環造成一原子層被形成。之後，可以藉 由重複該製程以形成另一層。因此，吸收體疊層192之最終厚度係由一基板暴露的循環次數控制。此外，使用ALD製程的沉積大致上不受材料預定沉積於其上的特定表面之方位影響。因此，一個極其均勻的材料厚度可以實現於水平表面(犧牲層184、饋穿體154/156之暴露表面部分、以及渠道190之底部)與垂直表面(通孔186與188之側邊、渠道190之牆面)二者之上。因此，在一些實施例之中，支柱122/124係中空的，且可以被進一步固定，如'479申請案所述。
在一些實施例之中，其可能需要利用多層ALD材料形成結 構。例如，當本例中的裝置包含單一吸收體疊層192之時，一堆疊吸收體可能在不同的實施例之中有用。一堆疊吸收體或其他結構可以具有二、三、或更多層的不同材料或交替材料。例如，一層絕緣材料可以提供做為一導電材料層之基板，而又另一絕緣材料位於該導電材料上方。一極薄導電層 因此可以藉由被夾置於二層極薄絕緣層之間而受到保護及強化。其可以使用Al2O3做為一利用ALD沉積之絕緣層。
一旦吸收體疊層192被形成之後，犧牲層184接著即被蝕刻以形成最終的裝置，諸如圖1及圖2之組合件100(圖14)。
在一些實施例之中，線吸收體並未受諸如支柱122/124之支柱支撐。舉例而言，圖15描繪包含一基板202之一感測器組合件200。一腔穴204形成於基板202，且一反射鏡206被置於該腔穴之底部處。一吸收體208被基板202直接支撐。饋穿體210/212在一接合環214下方自吸收體208向外延伸。
如圖16所顯示，吸收體208包含末端結構216，其與腿狀部分218彼此連接。末端結構216並未利用九十度角組構。因此，其避免掉電流擁擠以及高機械應力場。末端結構216因此類似末端結構144，雖然更圓滑一些。
感測器組合件200之製造比感測器組合件100更簡單。例如，在提供基板202之後，腔穴204被形成且反射鏡206形成於腔穴204之內。一犧牲材料(圖中未顯示)接著被用以填充腔穴204且一渠道形成於基板202的上表面之中，並且該犧牲材料(圖中未顯示)係吸收體208及饋穿體210/212之預定形狀。該渠道接著被填充一吸收體材料，且接合環214被形成。該犧牲材料(圖中未顯示)接著被蝕刻，產生圖15至圖16之組態。
雖然前述之組態被選擇以降低電流擁擠及高機械應力場，但其他形狀對於吸收體108/208亦有可能。在一些實施例之中，吸收體108/208係形成為九十度角。舉例而言，圖17係一感測器組合件250之簡化描繪， 其類似感測器組合件100。感測器組合件250與感測器組合件100的不同處在於蜿蜒狀吸收體252包含九十度角。此外，吸收體252被支撐桿254及256支撐，該支撐桿係形成自一不同於吸收體材料(由不同的斜紋所指出)的材料。
圖18係一類似感測器100之感測器組合件260之另一實施 例之一簡化描繪。感測器組合件260與感測器組合件100的不同之處在於吸收體262包含九十度角，且係比蜿蜒狀吸收體108更加複雜之形狀。
圖19係一類似感測器100之感測器組合件270之另一實施 例之一簡化描繪。感測器組合件270與感測器組合件100的不同之處在於吸收體272包含九十度角，且係比蜿蜒狀吸收體108更加複雜之形狀。
在一些實施例之中，吸收體252、262、及272之九十度角被 圓形化以降低電流擁擠及高機械應力場。舉例而言，圖20係一感測器組合件280之一簡化描繪，除了吸收體262包含圓形的隅角之外，感測器組合件280均類似感測器260。
在一些實施例之中，其提供額外的剛性。舉例而言，一半導 體感測器組合件300描繪於圖21及圖22之中。感測器組合件300類似圖1及圖2的感測器組合件100，包含一基板302、一絕緣體疊層304、一反射鏡306以及一吸收體308。
絕緣體疊層304包含接取通孔310及312，分別提供對於接 合墊314與316之接取，位於絕緣體疊層304之內。接合墊314及316分別導電性地連接至埋入的饋穿體318及320，該饋穿體於絕緣體疊層304之內延伸至導電支柱322及324。
支柱322與324自埋入的饋穿體318及320向上延伸，以在一位於絕緣體疊層304之上表面上方的位置處支撐吸收體308。每一支柱322/324均透過各自的支撐桿323/325支撐吸收體308。
反射鏡306連同一接合環342位於絕緣體疊層304的上表面之上。接合環342完全延伸於支柱322/324及吸收體308周圍，但位於接取通孔310及312內側。反射鏡306位於吸收體308的正下方。
吸收體308係一被支撐的蜿蜒狀結構，其包含一支撐板344，腿狀部分346延伸於其中。支撐板344係一非導電性材料，提供強度/剛硬度給吸收體308但不改變吸收體308之電氣特性。腿狀部分346藉由末端結構348彼此電性連接。支撐板344在一實施例之中與吸收體308同時被鬆釋。
在一些實施例之中，一個類似支撐板344的支撐板被加入描繪於圖16至圖20之中的結構。
雖然本揭示已然透過圖式及前述說明加以詳細例示及描述，但該圖式及前述說明之性質應被視為例示性而非限定性。其應理解，僅係較佳實施例被呈現，而落入本揭示之精神內的所有變更、修改及進一步應用均預定受到保護。
發明觀點
1.一種MEMS感測器，包含：一反射鏡；以及一吸收體，與該反射鏡隔開，該吸收體包含複數彼此隔開之導電腿部，其在該反射鏡正上方之一區域上界定出一曲折路徑。
2.申請專利範圍第1項之MEMS感測器，進一步包含：至少 一導電末端部分，位於該吸收體之中，該至少一末端部分電性通連該複數彼此隔開之導電腿部中之一第一彼此隔開之導電腿部與一第二彼此隔開之導電腿部，且被組構成使得當被投射於該反射鏡所界定之一平面上時，該至少一末端部分並未界定出任何九十度角。
3.申請專利範圍第2項之MEMS感測器，其中該至少一導電末端部分被組構成使得當被投射於該反射鏡所界定之該平面上時，該至少一導電末端部分界定出一內曲線與一外曲線。
4.申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部與該至少一導電末端部分被組構成使得當被投射於該平面上時，該複數彼此隔開之導電腿部與該至少一導電末端部分界定出一蜿蜒形狀。
5.申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部中之每一者均包含複數疊層。
6.申請專利範圍第5項之MEMS感測器，其中該複數疊層包含：一基板層；一導電層，位於該基板層之一上表面上；以及一絕緣層，位於該導電層之一上表面上。
7.申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部中之每一者均界定出一大體而言呈I字梁形狀之剖面。
8.申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部中之每一者均界定出一大體而言呈"U"字形狀之剖面。
9.申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部與該至少一導電末端部分係形成於一支撐板內，該支撐板至 少自該反射鏡之一第一末端的正上方延伸至該反射鏡之一第二末端的正上方。
10.申請專利範圍第3項之MEMS感測器，進一步包含：一第一支柱，延伸於該平面上方並支撐該吸收體之一第一末端部分；以及一第二支柱，延伸於該平面上方並支撐該吸收體之一第二末端部分。
11.申請專利範圍第10項之MEMS感測器，進一步包含：一絕緣體疊層，支撐位於該絕緣體疊層之一上表面之上之該反射鏡；一接合環，被支撐於該絕緣體疊層之該上表面上；一第一饋穿體，延伸穿過位於該接合環下方之該絕緣體疊層且電性通連該第一支柱；以及一第二饋穿體，延伸穿過位於該接合環下方之該絕緣體疊層且電性通連該第二支柱。
12.申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該第一彼此隔開之導電腿部及該第二彼此隔開之導電腿部當被投射至該平面上時會於其間界定出一間隙，該間隙具有一最小寬度，該最小寬度小於該MEMS感測器之一目標波長。
13.申請專利範圍第12項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部中之該第一彼此隔開之導電腿部界定出一最小腿部寬度，當被投射至該平面上時會小於該目標波長。
14.一種形成MEMS感測器之方法，包含：提供一絕緣層；形成一反射鏡於該絕緣層上；以及藉由形成複數彼此隔開之導電腿部以形成與該反射鏡隔開之一吸收體，該複數彼此隔開之導電腿部在該反射鏡正上方之一區域上界定出一曲折路徑。
15.申請專利範圍第14項之方法，進一步包含：形成至少一 導電末端部分，該至少一末端部分與該反射鏡隔開且電性通連該複數導電腿部中之一第一彼此隔開之導電腿部與一第二彼此隔開之導電腿部，且被組構成使得當被投射於該反射鏡所界定之一平面上時，該至少一末端部分並未界定出任何九十度角。
16.申請專利範圍第15項之方法，其中形成該至少一導電末端部分包含形成該至少一導電末端部分而使得當被投射於該反射鏡所界定之該平面上時，該至少一導電末端部分界定出一內曲線與一外曲線。
17.申請專利範圍第16項之方法，其中形成該複數彼此隔開之導電腿部及形成該至少一導電末端部分包含：形成該複數彼此隔開之導電腿部及形成該至少一導電末端部分而使得當被投射於該平面上時，該複數彼此隔開之導電腿部與該至少一導電末端部分界定出一蜿蜒之形狀。
18.申請專利範圍第15項之方法，其中形成該複數彼此隔開之導電腿部包含：形成一基板層；形成一導電層於該基板層之一上表面上；以及形成一絕緣層於該導電層之一上表面之。
19.申請專利範圍第18項之方法，進一步包含：識別出用於該MEMS感測器之一目標波長，且其中形成該複數彼此隔開之導電腿部包含將該複數彼此隔開之導電腿部中之該第一彼此隔開之導電腿部與該第二彼此隔開之導電腿部隔開一距離，該距離小於該目標波長。
20.申請專利範圍第19項之方法，其中形成該複數彼此隔開之導電腿部包含形成該複數彼此隔開之導電腿部中之每一者具有一最小腿部寬度，當被投射至該反射鏡上時，該最小腿部寬度小於該目標波長。
100‧‧‧半導體感測器組合件
102‧‧‧基板
104‧‧‧絕緣體疊層
106‧‧‧反射鏡
108‧‧‧吸收體
110‧‧‧接取通孔
112‧‧‧接取通孔
114‧‧‧接合墊
116‧‧‧接合墊
118‧‧‧饋穿體
120‧‧‧饋穿體
122‧‧‧導電支柱
124‧‧‧導電支柱
132‧‧‧線性腿狀部分
142‧‧‧接合環
144‧‧‧末端結構

Claims (10)

  1. 一種MEMS感測器，包含：一反射鏡；以及一吸收體，與該反射鏡隔開，該吸收體包含複數彼此隔開之導電腿部，其在該反射鏡正上方之一區域上界定出一曲折路徑，使得當被投射於該反射鏡所界定之一平面上時，該複數彼此隔開之導電腿部中的至少兩個導電腿部在該反射鏡的正上方，並且在該吸收體中彼此被分開一間隙，該間隙在該反射鏡的正上方。
  2. 申請專利範圍第1項之MEMS感測器，進一步包含：至少一導電末端部分，位於該吸收體之中，該至少一末端部分電性通連該複數彼此隔開之導電腿部中之一第一彼此隔開之導電腿部與一第二彼此隔開之導電腿部，且被組構成使得當被投射於該反射鏡所界定之該平面上時，該至少一末端部分並未界定出任何九十度角。
  3. 申請專利範圍第2項之MEMS感測器，其中該至少一導電末端部分被組構成使得當被投射於該反射鏡所界定之該平面上時，該至少一導電末端部分界定出一內曲線與一外曲線。
  4. 申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部與該至少一導電末端部分被組構成使得當被投射於該平面上時，該複數彼此隔開之導電腿部與該至少一導電末端部分界定出一蜿蜒形狀。
  5. 申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部中之每一者均包含複數疊層。
  6. 申請專利範圍第5項之MEMS感測器，其中該複數疊層包含： 一基板層；一導電層，位於該基板層之一上表面上；以及一絕緣層，位於該導電層之一上表面上。
  7. 申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部中之每一者均界定出一大體而言呈I字梁形狀之剖面。
  8. 申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部中之每一者均界定出一大體而言呈"U"字形狀之剖面。
  9. 申請專利範圍第3項之MEMS感測器，其中該複數彼此隔開之導電腿部與該至少一導電末端部分係形成於一支撐板內，該支撐板至少自該反射鏡之一第一末端的正上方延伸至該反射鏡之一第二末端的正上方。
  10. 申請專利範圍第3項之MEMS感測器，進一步包含：一第一支柱，延伸於該平面上方並支撐該吸收體之一第一末端部分；以及一第二支柱，延伸於該平面上方並支撐該吸收體之一第二末端部分。
TW102131234A 2012-08-31 2013-08-30 蜿蜒紅外線感測器 TWI613425B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261695361P 2012-08-31 2012-08-31
US61/695,361 2012-08-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201418679A TW201418679A (zh) 2014-05-16
TWI613425B true TWI613425B (zh) 2018-02-01

Family

ID=49162259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102131234A TWI613425B (zh) 2012-08-31 2013-08-30 蜿蜒紅外線感測器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9368658B2 (zh)
JP (1) JP2015531872A (zh)
CN (1) CN104781641B (zh)
DE (1) DE112013004275T5 (zh)
TW (1) TWI613425B (zh)
WO (1) WO2014036250A2 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9199838B2 (en) 2013-10-25 2015-12-01 Robert Bosch Gmbh Thermally shorted bolometer
US10439118B2 (en) * 2014-12-04 2019-10-08 Maxim Integrated Products, Inc. MEMS-based wafer level packaging for thermo-electric IR detectors
CN106571732B (zh) 2015-10-09 2019-03-05 台达电子工业股份有限公司 电源变换装置
EP3380820B1 (de) 2015-11-27 2021-09-15 Heimann Sensor GmbH Thermischer infrarot-sensorarray im wafer-level-package
TWI615985B (zh) 2015-12-25 2018-02-21 財團法人工業技術研究院 光感測元件及其製造方法
CN106430076B (zh) * 2016-07-28 2018-04-03 上海集成电路研发中心有限公司 高填充红外探测器像元结构及其制备方法
JP6726087B2 (ja) 2016-12-14 2020-07-22 浜松ホトニクス株式会社 光検出器
JP6792438B2 (ja) 2016-12-14 2020-11-25 浜松ホトニクス株式会社 光検出器
CN109607472B (zh) * 2017-12-28 2019-12-27 南京理工大学 用于支撑微桥结构的氮化硅-钛-氮化硅悬臂梁制造方法
WO2019201570A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 Abedin Ahmad Semiconductor devices for lasing applications and methods of manufacturing such devices
US10962424B2 (en) * 2018-09-27 2021-03-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Micro-electro-mechanical system (MEMS) thermal sensor
CN111134831A (zh) * 2019-12-31 2020-05-12 上海交通大学 基于蜿蜒线的柔性mems可延展传感器及其制备方法
CN112748474A (zh) * 2020-12-31 2021-05-04 上海集成电路研发中心有限公司 一种高效的红外探测器结构
CN114088209B (zh) * 2021-03-26 2023-08-01 北京北方高业科技有限公司 基于cmos工艺的红外探测器
CN116553474B (zh) * 2023-07-06 2023-10-20 杭州海康微影传感科技有限公司 一种像元结构及红外探测器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW514723B (en) * 1999-08-24 2002-12-21 Secr Defence Micro-bridge structure for a bolometer, method of fabricating the same onto a substrate and transducer
US20040256559A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-23 Ryu Sang Ouk Infrared ray sensor using silicon oxide film as infrared ray absorption layer and method of fabricating the same
US7683324B2 (en) * 2006-03-14 2010-03-23 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Bolometer

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3925556B2 (ja) * 1995-02-16 2007-06-06 三菱電機株式会社 赤外線撮像装置とその製造方法
US6201243B1 (en) * 1998-07-20 2001-03-13 Institut National D'optique Microbridge structure and method for forming the microbridge structure
JP2000356544A (ja) * 1999-06-11 2000-12-26 Yokogawa Electric Corp 赤外検出素子装置とその製造方法
US6667479B2 (en) * 2001-06-01 2003-12-23 Raytheon Company Advanced high speed, multi-level uncooled bolometer and method for fabricating same
JP3859479B2 (ja) * 2001-10-17 2006-12-20 日本電気株式会社 ボロメータ型赤外線検出器
US6891161B2 (en) * 2003-01-17 2005-05-10 Drs Sensors & Targeting Systems, Inc. Pixel structure and an associated method of fabricating the same
FR2861172B1 (fr) 2003-10-15 2006-06-02 Ulis Detecteur bolometrique, dispositif de detection infrarouge mettant en oeuvre un tel detecteur bolometrique et procede de fabrication de ce detecteur
FR2875336B1 (fr) * 2004-09-16 2006-11-17 Ulis Soc Par Actions Simplifie Dispositif de detection de rayonnements infrarouges a detecteurs bolometriques
EP1880176B1 (fr) 2005-05-12 2010-02-17 Commissariat à l'Energie Atomique Detecteur thermique de rayonnements electromagnetiques et dispositif de detection infrarouge mettant en oeuvre de tels detecteurs
JP4710691B2 (ja) 2006-03-28 2011-06-29 パナソニック電工株式会社 赤外線センサ
US7375333B1 (en) * 2006-07-28 2008-05-20 Northrop Grumman Corporation Two stage transformer coupling for ultra-sensitive silicon sensor pixel
US8080797B2 (en) 2006-09-08 2011-12-20 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Bolometer and method of producing a bolometer
DE102007008381A1 (de) 2007-02-21 2008-08-28 Robert Bosch Gmbh Strahlungssensorelement, Verfahren zur Herstellung eines Strahlungssensorelements und Sensorfeld
JP4867792B2 (ja) * 2007-05-24 2012-02-01 パナソニック電工株式会社 ウェハレベルパッケージ構造体およびセンサ装置
US7842533B2 (en) 2009-01-07 2010-11-30 Robert Bosch Gmbh Electromagnetic radiation sensor and method of manufacture
TWI476969B (zh) * 2012-01-13 2015-03-11 Univ Nat Kaohsiung Applied Sci Metal silicide thermal sensor and its preparation method
US9698281B2 (en) * 2012-08-22 2017-07-04 Robert Bosch Gmbh CMOS bolometer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW514723B (en) * 1999-08-24 2002-12-21 Secr Defence Micro-bridge structure for a bolometer, method of fabricating the same onto a substrate and transducer
US20040256559A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-23 Ryu Sang Ouk Infrared ray sensor using silicon oxide film as infrared ray absorption layer and method of fabricating the same
US7683324B2 (en) * 2006-03-14 2010-03-23 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Bolometer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015531872A (ja) 2015-11-05
CN104781641A (zh) 2015-07-15
DE112013004275T5 (de) 2015-07-30
TW201418679A (zh) 2014-05-16
US20140061845A1 (en) 2014-03-06
WO2014036250A2 (en) 2014-03-06
US9368658B2 (en) 2016-06-14
WO2014036250A3 (en) 2014-05-08
CN104781641B (zh) 2018-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI613425B (zh) 蜿蜒紅外線感測器
US8900906B2 (en) Atomic layer deposition strengthening members and method of manufacture
US7842533B2 (en) Electromagnetic radiation sensor and method of manufacture
US7364932B2 (en) Electronic device and method of manufacturing the same
US9093594B2 (en) Multi-stack film bolometer
US7309865B2 (en) Electronic device having infrared sensing elements
TWI613423B (zh) 製造半導體裝置的方法
US9199838B2 (en) Thermally shorted bolometer
TW201728882A (zh) 具備具高吸收效率及訊噪比的懸置式輻射熱薄膜之偵測裝置
JP2015152597A (ja) 温度測定要素を有するｍｉｍ構造体を備えた放射検出器
US20170299438A1 (en) Radiation detector and method for manufacturing a radiation detector
JP5498719B2 (ja) 高度に分離された熱検出器
US9829383B2 (en) Radiation detector, array of radiation detectors and method for manufacturing a radiation detector
JP6249381B2 (ja) 赤外線検出素子及びこれを備える赤外線検出装置