[发明专利]一种光学读出红外探测器结构及其制作方法

权利要求书

1.一种光学读出红外探测器结构，其特征在于，所述探测器结构至少包括：玻璃衬底和通过第二锚悬空于所述玻璃衬底上的悬浮结构；

所述悬浮结构包括可见光反射层、红外吸收层以及支撑梁；所述可见光反射层悬空于所述玻璃衬底上，所述红外吸收层通过第一锚悬空于所述可见光反射层上，所述支撑梁悬空于所述可见光反射层上，并且所述支撑梁的一端与同一平面内的所述红外吸收层相连、另一端通过第二锚固定于所述玻璃衬底上。

2.根据权利要求1所述的光学读出红外探测器结构，其特征在于：所述可见光反射层与红外吸收层之间的间隔不小于1μm。

3.根据权利要求1所述的光学读出红外探测器结构，其特征在于：所述支撑梁对称分布于所述红外吸收层的两侧。

4.根据权利要求1所述的光学读出红外探测器结构，其特征在于：所述支撑梁包括双材料梁和隔热梁，其中，所述双材料梁与所述红外吸收层相连，所述隔热梁的一端与双材料梁相连、另一端通过第二锚固定于所述玻璃衬底上。

5.根据权利要求4所述的光学读出红外探测器结构，其特征在于：所述双材料梁由介质层和附着在所述介质层上表面或下表面的金属层构成，所述隔热梁由介质薄膜构成。

6.一种光学读出红外探测器结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括：

1)提供一牺牲衬底和一玻璃衬底，将所述牺牲衬底与所述玻璃衬底键合，减薄所述牺牲衬底形成第一牺牲层；

2)在所述第一牺牲层上制作可见光反射层，然后淀积一第二牺牲层，所述第二牺牲层覆盖所述可见光反射层和第一牺牲层；

3)刻蚀所述第二牺牲层，形成暴露所述可见光反射层表面的第一锚区；

4)在所述第二牺牲层表面淀积金属薄膜并图形化形成双材料梁的金属层；

5)刻蚀所述第二牺牲层和第一牺牲层，形成暴露所述玻璃衬底的第二锚区；

6)在所述步骤5)获得的结构表面淀积介质薄膜并图形化，以在所述第二牺牲层表面形成红外吸收层、在所述第一锚区中形成用于连接所述红外吸收层和可见光反射层的第一锚、在所述双材料梁的金属层表面形成双材料梁的介质层、在所述第二牺牲层表面形成与所述双材料梁的介质层相连的隔热梁、在所述第二锚区中形成用于连接所述隔热梁和玻璃衬底的第二锚；

7)腐蚀所述第二牺牲层和第一牺牲层，从而形成光学读出红外探测器结构。

7.根据权利要求6所述的光学读出红外探测器结构的制作方法，其特征在于：所述第二牺牲层的厚度不小于1μm。

8.根据权利要求6所述的光学读出红外探测器结构的制作方法，其特征在于：所述第二牺牲层的材料为非晶硅、多晶硅或者锗。

9.根据权利要求6所述的光学读出红外探测器结构的制作方法，其特征在于：所述步骤1)中提供的牺牲衬底为硅衬底、SOI衬底、锗衬底、砷化镓衬底或钛衬底。

10.根据权利要求9所述的光学读出红外探测器结构的制作方法，其特征在于：所述步骤1)中提供的牺牲衬底为硅衬底，形成的第一牺牲层为硅牺牲层，步骤具体包括：将所述硅衬底与玻璃衬底进行阳极键合，键合温度为200～450℃，键合电压为600～1400V，键合之后采用化学机械抛光或者化学腐蚀的方法减薄所述硅衬底，并对减薄后的硅衬底表面进行抛光，获得表面平整的第一牺牲层。

11.根据权利要求9所述的光学读出红外探测器结构的制作方法，其特征在于：所述步骤1)中提供的牺牲衬底为SOI衬底，所述SOI衬底包括底层硅、埋氧层和顶层硅，形成的第一牺牲层为硅牺牲层，步骤具体包括：将所述SOI衬底中的顶层硅与玻璃衬底进行阳极键合，键合温度为200～450℃，键合电压为600～1400V，键合之后采用化学腐蚀或刻蚀的方法去除所述SOI衬底中的底层硅和埋氧层，剩下的顶层硅形成第一牺牲层。

12.根据权利要求6所述的光学读出红外探测器结构的制作方法，其特征在于：所述第一牺牲层的厚度为d，7＜d≤100μm。

13.根据权利要求6所述的光学读出红外探测器结构的制作方法，其特征在于：所述可见光反射层的厚度远小于所述双材料梁的金属层的厚度。

14.根据权利要求13所述的光学读出红外探测器结构的制作方法，其特征在于：所述可见光反射层的厚度小于50nm。