[发明专利]具有台阶支撑的混合成像探测器像元结构及其制备方法

权利要求书

1.一种可见光红外混合成像探测器像元结构，其特征在于，包括：

一晶圆，用作将可见光过滤掉的过滤层；

可见光感应区域，位于所述晶圆下表面，其包括可见光感应部件和将所述可见光感应部件所形成的电信号输出的引出极；

介质层，位于所述晶圆的上表面；

红外感应区域，位于所述晶圆上表面，其包括：

红外感应结构，对应于所述可见光感应部件的上方，其具有红外感应部件和电极层，所述红外感应部件用于吸收穿过所述晶圆的红外光，并产生电信号；所述红外感应结构的边缘具有第一支撑孔，所述第一支撑孔底部具有多级台阶状侧壁；所述红外感应结构与所述所述介质层之间具有第一空腔；所述台阶状侧壁用于提高所述第一支撑孔的支撑能力、所述第一支撑孔底部的填充能力和降低所述第一支撑孔底部的导热速率；

接触沟槽结构，在所述可见光感应区域上方两侧的所述介质层中；所述接触沟槽结构将所述红外感应部件所形成的电信号输出；位于所述第一支撑孔具有多级台阶状侧壁的底部的所述电极层与所述接触沟槽结构相连接；

支撑部件，位于所述红外感应结构的外围，且与所述红外感应结构不接触，其顶部具有第一释放孔；所述支撑部件边缘具有第二支撑孔，所述第二支撑孔底部位于所述介质层上表面；在所述支撑部件的内表面具有红外反射材料或者整个所述支撑部件为红外反射材料，所述红外反射材料用于将未经所述红外感应部件吸收的红外光反射到所述红外感应部件上；所述支撑部件与所述红外感应结构之间具有第二空腔，并且所述红外感应结构与所述支撑部件之间具有连通的空隙；以及

转换单元，用于将所述可见光感应区域和所述红外感应区域所输出的电信号进行计算并转换为图像；

其中，可见光和红外光从所述晶圆下表面射入，通过所述可见光感应区域，所述可见光被所述可见光感应部件吸收；然后，经所述晶圆过滤掉未被所述可见光感应部件吸收的可见光，透过所述晶圆的红外光继续射入所述红外感应部件中，所述红外光被所述红外感应部件吸收；未经所述红外感应部件吸收的远红外光，经所述红外反射材料反射到所述红外感应部件，进而被所述红外感应部件吸收。

2.根据权利要求1所述的可见光红外混合成像探测器像元结构，其特征在于，所述红外感应区域还包括：接触孔，其一端与所述接触沟槽结构相连，另一端穿透所述晶圆下表面，用于将所述红外感应部件所形成的电信号输出；所述转换单元与所述可见光感应区域的所述引出极和所述接触孔相连。

3.根据权利要求1所述的可见光红外混合成像探测器像元结构，其特征在于，所述红外感应结构为顶部具有凹凸起伏表面且边缘具有第一支撑孔的微桥结构，所述红外感应部件为红外敏感材料层，所述微桥结构包括：下释放保护层、上释放保护层、以及位于所述下释放保护层和所述上释放保护层之间的红外敏感材料层、电极层；所述上释放保护层与所述下释放保护层将所述红外敏感材料层和所述电极层所暴露的部分均覆盖住。

4.根据权利要求3所述的可见光红外混合成像探测器像元结构，其特征在于，所述电极层位于所述红外敏感材料层上表面，所述电极层的顶部具有若干凹槽，所述红外敏感材料层的顶部呈连续的平坦表面；或者所述电极层位于所述红外敏感材料层下表面，所述电极层的顶部具有若干凹槽，所述红外敏感材料层的顶部呈连续的凹凸起伏表面。

5.根据权利要求1所述的可见光红外混合成像探测器像元结构，其特征在于，所述晶圆的材料为非晶硅、单晶硅或锗硅。

6.根据权利要求1所述的可见光红外混合成像探测器像元结构，其特征在于，所述红外感应结构顶部具有第二释放孔。