[发明专利]一种低热导的太赫兹探测单元微桥结构及其制备方法

权利要求书

1.一种低热导的太赫兹探测单元微桥结构，包括衬底(10)、读出电路(20)，读出电路接口(21)、桥墩、桥腿和桥面，其特征在于：读出电路(20)制作在衬底(10)之上，并留有读出电路接口(21)与桥墩相连接，桥墩通过桥腿与桥面相连接；所述桥面和桥腿悬浮于衬底之上，通过桥墩形成支撑，桥面与衬底之间构成空腔(30)，桥面由底层到顶层依次为支撑层(50)，热阻敏感层(70)，钝化层(80)，吸收层(90)。

2.根据权利要求1所述的低热导的太赫兹探测单元微桥结构，其特征在于桥腿一端与桥面相连，另一端架在桥墩上，整个桥腿呈“弓”字形盘曲型状。

3.根据权利要求1所述的低热导的太赫兹探测单元微桥结构，其特征在于桥腿所在平面为倾斜平面，与水平桥面之间的夹角在30°-70°之间。

4.根据权利要求1所述的低热导的太赫兹探测单元微桥结构，其特征在于倾斜“弓”字形桥腿的顶部与桥面(90)水平，底端高于衬底(10)上面的读出电路(20)，为悬空结构。

5.根据权利要求1所述的低热导的太赫兹探测单元微桥结构，其特征在于倾斜的桥腿由两次牺牲层工艺完成的。

6.根据权利要求4或5所述的低热导的太赫兹探测单元微桥结构，其特征在于倾斜“弓”字形桥腿的底部位于第一牺牲层之上，顶部位于第二牺牲层之上，两次牺牲层决定了“弓”字形桥腿的上下位置和所在平面的倾斜角度。

7.根据权利要求2所述的低热导的太赫兹探测单元微桥结构，其特征在于桥腿“弓”形结构水平方向长度d1为1-3μm，“弓”形结构纵向长度由单元尺寸决定，弯曲腿宽度d2为1.2-5μm，桥腿宽度d3为0.4-1.2μm，桥腿支撑层厚度与电极厚度均为300-700nm。

8.根据权利要求2所述的低热导的太赫兹探测单元微桥结构，其特征在于桥腿的长度通过桥腿的倾斜角度、水平方向长度d1、弯曲腿宽度d2进行调节，获得需要热导参数和单元热响应时间参数。

9.一种制备权利要求1所述低热导的太赫兹探测单元微桥结构的方法，其特征在于制备步骤为：

①清洗含有读出电路(20)的衬底(10)，在衬底表面沉积一层Al或NiCr或Ti金属作为反射层，厚度为50-500nm；光刻A1或NiCr或Ti金属作为桥墩与反射层图形；

②在金属表面旋涂第一层牺牲层厚度为100nm-700nm，图形化光刻出微桥桥墩孔图形，并进行高温固化处理；

③在牺牲层薄膜上旋涂第二层牺牲层厚度为1-3μm，光刻出微桥桥墩孔图形，以及放置微桥桥腿的倾斜凹槽图形，进行牺牲层低温固化处理；

④在第二层牺牲层薄膜表面沉积微桥桥面第一层氮化硅薄膜作为支撑层和绝缘层，厚度为0.1-1μm，并在桥墩处光刻刻蚀，形成与衬底反射层金属的电极连接孔，同时在第二牺牲层倾斜凹槽处形成倾斜的介质薄膜覆盖层；

⑤在④所述的器件上覆盖层电极层材料，并图形化，形成微桥结构的电极，厚度为10-500nm：

⑥在⑤所述的器件上支撑层表面生长热敏电阻薄膜，厚度为50-500nm；

⑦在⑥所述的器件上生长氮化硅、氧化硅复合薄膜作为钝化层，保护敏感层和调控微桥应力，厚度为10-1500nm；

⑧在⑦所述器件上制备吸收层，其厚度在20-200nm；

⑨在⑧基础上对复合薄膜进行图形处理，刻蚀至第二层牺牲层，形成桥面、“弓”形桥腿和桥墩，释放第二层牺牲和第一牺牲层形成谐振腔(30)，同时桥腿和桥面保持悬空状态并形成低热导探测单元。