[发明专利]热电堆及其制作方法

说明书

一种热电堆及其制作方法，热电堆的制作方法包括如下步骤：在衬底正面形成热电堆结构；在热电堆结构上形成正面保护膜；在衬底背面形成掩膜层；采用干法刻蚀，在掩膜层上形成定位刻蚀窗口；采用湿法腐蚀，对定位刻蚀窗口区域的衬底进行刻蚀释放，形成完全释放的背腔；采用气态氢氟酸去除所述正面保护膜，得到保持完整的热电堆结构，完成热电堆的制备。本发明通过先生长正面保护膜，制备完成背腔后再去除的方式，在具有高选择性释放刻蚀的基础上，保证了热电堆结构的完整性。

技术领域

本发明涉及一种红外探测器技术领域，尤其涉及一种热电堆及其制作方法。

背景技术

目前红外探测器广泛应用于民用和军用领域，而热电堆红外探测器是众多类型红外探测器中最早发展的一种。由于其具有可以常温下工作、响应波段宽、制作成本低廉等优势，因此发展极为迅速，应用非常广泛。在热电堆红外探测器的工艺制备中，将其制造工艺与集成电路工艺相兼容是使其形成大规模探测阵列，提高探测响应率，并降低工艺制作成本的主要办法。

在与集成电路相兼容的工艺中，背腔的大面积硅释放是至关重要的一部分，该技术通过湿法或者干法的方式将衬底硅完全释放形成空腔，并保持剩余支撑介质膜层的完整性。通过大面积硅释放工艺，硅衬底空腔部分对应的膜层结构形成了热电偶的热结区，剩余的支撑结构构成了热电偶的冷结区。对于体硅的释放工艺，相较而言湿法方式比干法方式成本更加低廉，适宜大规模批量生产，然而用于释放的湿法腐蚀剂四甲基氢氧化铵(TMAH)或者氢氧化钾(KOH)液都对正面结构中的电极材料(比如金属A1)具有很强的腐蚀性，因此如何在背腔释放时保护正面结构从而提高成品率是一个关键的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种热电堆及其制作方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

作为本发明的一个方面，提供一种热电堆的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：在衬底正面形成热电堆结构；

步骤2：在热电堆结构上形成正面保护膜；

步骤3：在衬底背面形成掩膜层；

步骤4：采用干法刻蚀，在掩膜层上形成定位刻蚀窗口；

步骤5：采用湿法腐蚀，对定位刻蚀窗口区域的衬底进行刻蚀释放，形成完全释放的背腔；

步骤6：采用气态氢氟酸去除所述正面保护膜，得到保持完整的热电堆结构，完成热电堆的制备。

作为本发明的另一个方面，还提供一种采用如上述的制作方法制备得到的热电堆，包括：

衬底，所述衬底包括正面和背面；

热电堆结构，形成于衬底正面；

背腔，由衬底背面完全释放形成；

其中，所述热电堆结构保持完整。

基于上述技术方案，本发明相比于现有技术至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：

本发明采用湿法腐蚀技术对衬底进行刻蚀释放，形成完全释放的背腔；在刻蚀释放之前在红外吸收层上生长一层正面保护膜保护热电堆结构；背腔形成后再采用气态氢氟酸技术去除正面保护膜；本发明通过先生长正面保护膜，制备完成背腔后再去除的方式，在具有高选择性释放刻蚀的基础上，保证了热电堆结构的完整性；

采用本发明的制作方法，成本低廉，适宜大规模批量生产。

附图说明

图1是本发明实施例热电堆的制作方法的流程示意图；

图2是本发明实施例热电堆的俯视示意图；