[发明专利]一种高占空比绝热微桥结构及其实现方法

权利要求书

1.一种红外探测器的高占空比绝热微桥结构，包括吸收层桥面(1)、功能敏感区(2)、桥腿(3)、互连柱(4)和读出电路衬底(5)五个基本部分，其特征在于：最上面一层包括两个粘连在一起的子层，最上表面的子层桥面为吸收层桥面(1)，吸收层桥面(1)下的子层为功能敏感区(2)，功能敏感区(2)面积不大于吸收层桥面(1)，功能敏感区(2)中包含功能敏感层(14)；第二层为桥腿(3)，桥腿(3)在吸收层桥面(1)的下方，其中包含电极(15)；第三层为读出电路衬底(5)。第二层的桥腿(3)与第一层的功能敏感区(2)相连，通过桥腿倾斜的部分支撑起第一层的吸收层桥面(1)和功能敏感区(2)，桥腿(3)中的电极(15)与功能敏感层(14)相连导通。第三层的读出电路衬底(5)通过互连柱(4)支撑起第二层的桥腿(3)，互连柱(4)与桥腿(3)中的电极(15)相连导通，将功能敏感层(14)的探测信号引入至读出电路。

2.一种权利要求1所述的红外探测器的高占空比绝热微桥结构的实现方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)在微桥衬底(6)上淀积PECVD氮化硅薄膜作为增粘层(7)，增强与聚酰亚胺的粘附性；在增粘层(7)上旋涂聚酰亚胺，厚度为20μm，聚酰亚胺薄膜在400℃温度及氮气保护的环境下亚胺化1小时，作为牺牲层一(8)；在所述的牺牲层一(8)溅射氮化钛，厚度为20nm，作为吸收层一(9)；在所述的吸收层一(9)上淀积氮化硅，厚度250nm，作为吸收层二(10)，吸收层一(9)和吸收层二(10)复合薄膜为吸收层；在吸收层一(9)和吸收层二(10)上刻蚀出图形，形成吸收层桥面(1)；

2)在所述的吸收层二(10)上旋涂聚酰亚胺，厚度1.5μm，聚酰亚胺薄膜在400℃温度及氮气保护的环境下亚胺化1小时，作为牺牲层二(11)；采用氮化硅为掩膜，采用氧等离子体刻蚀开孔至吸收层桥面(1)上，然后去除氮化硅掩膜，形成功能区腔体(12)；淀积氮化硅，厚度为250nm，作为上支撑层(13)；在上支撑层(13)上溅射氧化钒作为功能敏感层(14)，并在功能区腔体(12)上对功能敏感层图形化；采用剥离工艺制备电极(15)；淀积氮化硅覆盖电极(15)，氮化硅厚度为250nm，作为下支撑层(16)；刻蚀上支撑层(13)和下支撑层(16)形成功能敏感区(2)和桥腿(3)，在桥腿(3)上刻蚀下支撑层(16)至电极(15)，形成微桥引线口(17)；

3)采用剥离工艺，在微桥引线口(17)上形成铬金复合薄膜图形，铬金厚度分别为20nm和100nm，作为互连粘附层一(18)；采用剥离工艺在互连粘附层一(17)上形成铟柱，作为互连柱一(19)，互连柱的高度为10微米；在读出电路电极(20)上制备互连粘附层二(22)和互连柱二(21)，然后将微桥衬底(6)翻转与读出电路衬底(5)对准互连，互连柱一(19)和互连柱二(21)连接形成互连柱(4)。

4)采用划片机，从微桥衬底(6)背面划释放槽(23)至牺牲层一(8)的中部，槽的宽度为80μm。采用氧等离子体将牺牲层一(8)和牺牲层二(11)同时灰化(分段刻蚀，控制衬底温度)，使微桥衬底(6)与吸收层桥面(1)分离，吸收层桥面(1)和桥腿(3)也分离。