[发明专利]半导体热电堆红外探测器及制造方法

权利要求书

1.一种半导体热电堆红外探测器，其特征是，包括单晶硅衬底(1)，起始于单晶硅衬底下表面并穿过单晶硅衬底向上延伸的若干个柱状的热电偶(2)，所述热电偶包括由第一材料构成的第一实心柱(3)和由第二材料构成的第二实心柱(4)，第一实心柱和第二实心柱平行延伸，第一实心柱和第二实心柱之间设有间隔，第一实心柱和第二实心柱外侧均设有第三介质层(13)；每个热电偶的第一实心柱和第二实心柱的顶部均通过第一金属层(5)电连接，各个第一金属层之间和各个第一金属层之上均设有第一介质层(6)，第一介质层上设有红外线吸收膜(8)，所述第一金属层和第一介质层下表面与衬底上表面之间形成空腔(7)，单晶硅衬底下表面设有第二介质层(9)，第二介质层下表面设有第二金属层(12)，与相邻热电偶的第一实心柱和第二实心柱对应的第二介质层上分别设有第一通孔(10)和第二通孔(11)，第二金属层通过第一通孔与第一实心柱下端电连接，第二金属层通过第二通孔与第二实心柱下端电连接。

2.根据权利要求1所述的半导体热电堆红外探测器，其特征是，第一材料为P型多晶硅，第二材料为N型多晶硅。

3.一种半导体热电堆红外探测器的制造方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)在单晶硅衬底上形成沟槽；

(2)在沟槽侧壁形成第三介质层；

(3)在沟槽内填充多晶硅，并对多晶硅进行掺杂，相邻的沟槽分别掺杂P型和N型，分别构成热电偶的第一实心柱和第二实心柱；

(4)每个热电偶的第一实心柱和第二实心柱的顶部形成第一金属层，构成热电偶的热接点；

(5)在各个第一金属层之间和各个第一金属层之上均形成第一介质层；

(6)在第一介质层顶面形成红外线吸收膜；

(7)在每个热电偶周围开孔，去掉单晶硅衬底上部的硅，形成空腔；

(8)减薄单晶硅衬底，在单晶硅衬底底面曝露出第一实心柱和第二实心柱的底部，构成热电偶的冷接点；

(9)在单晶硅衬底底面形成第二介质层；

(10)在第二介质层中形成曝露出第一实心柱部分底部的第一通孔，以及曝露出第二实心柱部分底部的第二通孔；

(11)在第二介质层下表面形成第二金属层，第二金属层通过第一通孔和第二通孔连接相邻电偶的第一实心柱和第二实心柱，形成热电偶串联构成热电堆。