[发明专利]基于SOI硅片的非制冷红外传感器及其阵列和制造方法

权利要求书

1.一种基于SOI硅片的非制冷红外传感器及其阵列，其特征在于，所述非制冷红外传感器采用单晶硅二极管或者MOSFET作为红外敏感器件；所述非制冷红外传感器结构是红外敏感器件(4)所在的悬空结构通过支承臂(2)与衬底(1)相连，红外敏感器件(4)与处理电路(6)通过互连线(3)连接，红外接收和反射层(7)覆盖在红外敏感器件(4)上面，在红外敏感器件(4)和衬底(1)之间为SOI的埋层二氧化硅层(8)，埋层二氧化硅层(8)和衬底(1)之间形成有空腔(5)。

2.根据权利要求1所述基于SOI硅片的非制冷红外传感器及其阵列，其特征在于，所述红外敏感器件为在SOI单晶硅上制造的二极管或MOSFET器件层，所述二极管可以工作在截止区，也可以工作在导通区，包括导通区的线性区或非线性区。

3.根据权利要求1所述基于SOI硅片的非制冷红外传感器及其阵列，其特征在于，所述的MOSFET可以是NMOS型的，也可以是PMOS型的，可以是半耗尽型，也可以是全耗尽型，可以工作在线性区，也可以工作在亚阈值区。

4.根据权利要求1所述基于SOI硅片的非制冷红外传感器及其阵列，其特征在于，所述红外敏感器件由多个串连或并联组成非制冷红外传感器阵列。

5.一种基于SOI硅片的非制冷红外传感器及其阵列的制造方法，其特征在于，所述非制冷红外传感器及其阵列的制造包括：

1)采用集成电路制造工艺，以SOI硅片作为制造所述红外传感器的衬底材料，在SOI单晶硅上制造出二极管或MOSFET的红外敏感器件，该器件层的结构是下层为SOI硅基体、中层为埋层二氧化硅绝缘层和上层为单晶硅器件层；单晶硅器件层的晶向和厚度不限，埋层二氧化硅的厚度不限；

2)利用硅微加工技术，采用反应离子刻蚀(RIE)技术但不限于反应离子刻蚀技术，将红外敏感器件层和埋层二氧化硅层下面的硅基体刻蚀去除，使红外敏感器件层和埋层二氧化硅层悬空，形成由支承臂连接并支承在衬底上的岛结构，所述刻蚀硅基体可以从SOI硅片的正面进行，也可以从SOI的背面进行；

3)为了增加探测率，由1个或者多个红外敏感器件组成1个红外敏感单元，多个红外敏感器件的连接方式可以是串连，也可以是并联；

4)传感器需要采用红外吸收层和反射层，所述的吸收层和反射层可以与红外敏感器件位于相同的平面内，也可以位于红外敏感器件的上面或者下面；

5)所述的红外敏感单元可以单独使用，也可以由多个敏感单元排列组成红外传感器阵列，形成红外焦平面阵列；

6)红外敏感单元的处理电路可以制造在SOI的单晶器件层上使之与红外敏感单元集成在同一芯片上，也可以制造在另外的芯片上，通过引线键合等方式与红外敏感芯片连接。

6.根据权利要求5所述基于SOI硅片的非制冷红外传感器及其阵列的制造方法，其特征在于，所述支承臂可以是直的，也可以是折线形，可以是1个，也可以是多个。