[发明专利]一种基于微桥谐振器的新型红外探测器结构及制作方法

权利要求书

1.基于微桥型谐振器的非制冷红外探测器，其特征在于：微桥谐振器由微细加工技术制作的微桥1、具有负电阻温度系数的激励电阻2、检测元件3、金属引线4和衬底5组成。。

2.根据权利要求1所述的基于微桥型谐振器的非制冷红外探测器的特征在于：激励电阻2可以是非晶硅电阻，也可以是掺杂浓度小于5×10¹⁹/cm³的多晶硅电阻等电阻温度系数为负值的电阻，亦即其电阻阻值随温度的升高而降低。

3.根据权利要求1所述的基于微桥型谐振器的非制冷红外探测器的特征在于：微桥1吸收红外辐射后平均温度升高，轴向压应力增大或拉应力减小，使得谐振频率减小。同时，入射红外辐射的热效应使得具有负电阻温度系数的激励电阻2阻值下降。使用时保持加载在激励电阻上的电压固定，激励电阻阻值的下降将使激励功率增大，等效于增加了红外辐射的功率。

4.根据权利要求1所述的基于微桥型谐振器的非制冷红外探测器，其特征在于：本发明所涉及的基于微桥型谐振器的非制冷红外探测器中的微桥1既可采用的两端固支单梁谐振器，也可采用两端固支双梁谐振器或两端固支三梁谐振器。

5.根据权利要求1所述的基于微桥型谐振器的非制冷红外探测器，其特征在于：采用以下工艺步骤制作：

【1】原始材料为低掺杂硅片。

【2】利用氧化、低压化学气相淀积(LPCVD)等方法在硅片正面制作组成微桥1的薄膜材料，如热氧化法生长的二氧化硅、低压化学气相淀积的氮化硅薄膜等。

【3】采用低压化学气相淀积方法或等离子化学气相淀积(PECVD)方法淀积多晶硅薄膜或非晶硅薄膜。通过扩散或离子注入方式对多晶硅或非晶硅薄膜进行掺杂(如掺杂硼、磷等元素)。也可以在淀积薄膜的同时进行掺杂。多晶硅中掺杂浓度应小于5×10¹⁹/cm³。

【4】在硅片正面采用光刻、刻蚀等方法制作激励电阻2。

【5】根据需要，采用等离子体化学气相淀积或溅射工艺制作组成微桥1的其它薄膜(如氮化硅薄膜)。

【6】在硅片正面光刻出微桥1的形状，腐蚀或刻蚀第2)步和第5)步生长的双层或多层薄膜，直到暴露出硅衬底。

【7】光刻、刻蚀相结合制作电阻接触孔。蒸发或溅射金属薄膜(如铝、金等)，制作金属引线4。

【8】背面光刻腐蚀窗口(也可在第2)到第7)步任意两步工艺之间进行)，各向异性干法刻蚀或湿法腐蚀释放微桥1，亦即掏空微桥1下面的硅。

【9】划片，焊接引线。