[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

说明书

本发明提供了一种具有台阶支撑的混合成像探测器像元结构及其制备方法，包括：一晶圆，位于晶圆下表面的可见光感应区域，位于晶圆上表面的红外感应区域，以及用于将可见光感应区域和红外感应区域所输出的电信号进行计算并转换为图像的转换单元；其中，红外感应区域包括：位于介质层中具有多级台阶状侧壁的接触沟槽结构以及红外感应结构，红外感应结构与介质层上表面之间具有第一空腔；位于红外感应结构外围的支撑部件，其与红外感应结构不接触，其底部与介质层相连，其顶部具有释放孔；在支撑部件的内表面具有红外反射材料或者整个支撑部件为红外反射材料；支撑部件与红外感应结构之间具有第二空腔。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，具体涉及一种具有台阶支撑的可见光红外混合成像探测器像元结构及其制备方法。

背景技术

随着工业和生活水平的发展，单纯的红外成像或者单纯的可见光成像已不能满足需求，具有更宽波段的成像技术越来越受到关注，特别是能同时对可见光和红外光敏感的成像技术。

然而，现有的混合成像器件中，采用透镜形成两条光路来分别对可见光和红外光进行感应成像，最后采用计算机处理系统合成在一起，由于光路的分离造成所形成的红外图像部分和可见光图像部分产生较大的对准偏差，严重影响成像质量。

由于微电子机械系统(MEMS)技术具有微小、智能、可执行、可集成、工艺兼容性好、成本低等诸多优点，如果能将混合成像技术与微电子技术相结合，研究出微电子技术领域的混合成像技术，将能够避免现有的红外图像和可见光图像的对准偏差大的问题。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种具有台阶支撑的可见光红外混合成像探测器像元结构及其制备方法，从而将混合成像技术微型化和芯片化，提高混合成像的质量。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可见光红外混合成像探测器像元结构，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；