[发明专利]一种微测辐射热计的像元结构及其制备方法

说明书

本发明涉及一种微测辐射热计的像元结构及其制备方法，所述参考像元的尺寸是所述有效像元尺寸的1.5～3倍，所述参考像元与所述有效像元的高度一致；在进行牺牲层的结构释放时，直接将像元结构放到去胶机中，由于参考像元的尺寸大，当有效像元的牺牲层释放完全时，参考像元的牺牲层还有部分未释放，不需要对参考像元与有效像元隔离开，能够简化工艺；另外，牺牲层采用非晶碳，能够保证参考像元与制作有效像元的工艺兼容，且能够增加参考像元结构的热导。

技术领域

本发明涉及一种微测辐射热计的像元结构及其制备方法，属于微机电制作工艺领域。

背景技术

微测辐射热计是基于具有热敏特性的材料在温度发生变化时电阻值发生相应的变化而制造的一种热探测器。

有效像元指本领域技术人员认为的微测辐射热计，参考像元是用来与检测环境信号，与有效像元的检测信号形成差分。有效像元和参考像元的层结构一致，但是传统参考像元的牺牲层不进行释放，以保证参考像元对红外辐射不敏感，而有效像元的牺牲层需进行完全释放，也就是说有效像元与传统参考像元的层结构的不同之处仅在于：有效像元没有牺牲层，而传统参考像元牺牲层一点也不释放。

基于微测辐射热计的探测器应用范围广泛，所以抗环境干扰是检验其性能的一项重要指标。为了使探测器在环境温度波动时能够提供良好的成像效果，就要求参考像元的输出信号受环境影响小，也就是对红外辐射不敏感。DRS公司(美国专利：US6507021有效像元半导体基座1)制作的参考像元使用聚酰亚胺作为牺牲层，在其上制作电学转化以及红外吸收结构，该结构可以提供参考作用，但是该结构在释放过程中需要将参考像元与有效像元隔离开进行释放，该方法不仅增加了工艺步骤，而且增加了工艺的难度。L-3公司(美国专利：US 7375331有效像元半导体基座2)申请的专利是在active像元上覆盖一层遮挡层作为参考像元，该结构可以有效的减小红外辐射的影响，但是制作工艺复杂。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的不足，提供一种制作工艺简单、热导性好的微测辐射热计的像元结构。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种微测辐射热计的像元结构，所述像元结构包括若干个呈矩阵排列的有效像元和若干个呈矩阵排列的参考像元，所述参考像元的尺寸是与其相对应的有效像元尺寸的1.5～3倍，所述参考像元与所述有效像元的高度一致；

所述参考像元包括参考像元半导体基座和与所述参考像元半导体基座电连接的参考像元本体，所述参考像元本体包括金属反射层、绝缘介质层、牺牲层、支撑层、电极层、保护层和热敏层，所述保护层包括第一保护层和第二保护层，所述牺牲层采用非晶碳；

所述参考像元半导体基座上设有金属反射层和绝缘介质层，所述金属反射层包括若干个金属块；所述绝缘介质层和支撑层之间形成谐振腔，所述谐振腔内设有所述牺牲层，所述牺牲层的厚度与所述谐振腔的高度一致，所述牺牲层的体积占所述谐振腔的1/3～1/2；

所述支撑层上设有锚点孔和通孔，所述通孔终止于所述金属块，在所述支撑层上依次设有电极层或热敏层、第一保护层、热敏层或电极层和第二保护层，所述电极层或热敏层上设有第一保护层，所述第一保护层上设有接触孔，所述接触孔下端终止于所述电极层或热敏层，所述第一保护层上和接触孔内设有热敏层或电极层，所述电极层包括设置在桥腿区域的电极连线和设置在桥面区域的电极块，所述热敏层与所述电极块连接，所述热敏层或电极层上设有第二保护层。

进一步，所述绝缘介质层为氮化硅或二氧化硅，其厚度为0.02～0.30μm。

进一步，所述支撑层为氮化硅薄膜，其厚度为0.10～0.30μm。

进一步，所述电极层为V、Ti,NiCr,TiN薄膜，厚度为

进一步，所述保护层为氮化硅或二氧化硅薄膜，厚度为